Diodos são dispositivos semicondutores que permitem o fluxo de corrente elétrica em uma direção enquanto a bloqueiam na direção oposta. Os termos “polarização direta” e “polarização reversa” referem-se às condições sob as quais um diodo é submetido a uma tensão externa. Vamos nos aprofundar nas explicações detalhadas sobre diodos com polarização direta e polarização reversa:
Diodo polarizado direto:
- Aplicação de tensão:
- Em um diodo polarizado diretamente, uma tensão positiva (potencial mais alto) é aplicada ao semicondutor tipo P (ânodo) e uma tensão negativa (potencial mais baixo) é aplicada ao semicondutor tipo N (cátodo). Isso cria um campo elétrico que estimula o fluxo de corrente da região do tipo P para a região do tipo N.
- Redução do potencial de barreira:
- A tensão direta aplicada reduz a barreira de potencial embutida na junção PN. O campo elétrico da tensão aplicada se opõe ao campo elétrico incorporado do diodo, facilitando o movimento dos portadores de carga através da junção.
- Condução:
- À medida que a tensão no diodo aumenta além do limite conhecido como “tensão limite” ou “tensão de corte”, a barreira de potencial é superada. Os elétrons da região do tipo N movem-se em direção à região do tipo P, e os buracos da região do tipo P movem-se em direção à região do tipo N. Este movimento dos portadores de carga constitui o fluxo de corrente através do diodo.
- Baixa resistência:
- No estado polarizado diretamente, o diodo apresenta baixa resistência (baixa impedância) ao fluxo de corrente. A queda de tensão no diodo é relativamente pequena, normalmente em torno de 0,7 volts para diodos de silício. Essa queda de tensão costuma ser chamada de queda de tensão direta.
- Características:
- Os diodos polarizados diretamente conduzem prontamente e suas características de corrente-tensão (I-V) mostram um rápido aumento na corrente com um pequeno aumento na tensão quando o limite é atingido.
Diodo polarizado reverso:
- Aplicação de tensão:
- Em um diodo polarizado reversamente, uma tensão negativa (potencial mais alto) é aplicada ao semicondutor tipo P (ânodo) e uma tensão positiva (potencial mais baixo) é aplicada ao semicondutor tipo N (cátodo). Esta configuração aumenta a barreira de potencial integrada na junção PN.
- Ampliação do potencial da barreira:
- A tensão reversa aplicada aumenta a barreira de potencial incorporada, tornando mais difícil para os portadores de carga cruzarem a junção. A barreira de potencial mais ampla impede um fluxo significativo de corrente através do diodo.
- Corrente de fuga reversa limitada:
- Embora o diodo ideal bloqueie toda a corrente no estado de polarização reversa, os diodos do mundo real exibem uma pequena quantidade de corrente de fuga reversa devido a portadores minoritários. Essa corrente geralmente é muito pequena e os diodos com polarização reversa são considerados de alta impedância sob polarização reversa.
- Tensão de ruptura:
- Se a tensão reversa exceder um certo valor crítico chamado “tensão de ruptura reversa” ou “tensão de avalanche”, o diodo pode experimentar um fenômeno chamado “quebra de avalanche” ou “quebra de Zener”. Isso resulta em um aumento repentino na corrente reversa e pode danificar o diodo se a corrente não for limitada.
- Características:
- Os diodos polarizados reversamente normalmente têm uma resistência muito alta ao fluxo de corrente e suas características I-V mostram uma pequena corrente de fuga reversa até que a tensão de ruptura seja atingida.
Em resumo, os diodos polarizados diretamente permitem que a corrente flua facilmente quando uma tensão positiva é aplicada ao ânodo, reduzindo a barreira de potencial incorporada. Diodos polarizados inversamente bloqueiam o fluxo de corrente em condições normais devido ao aumento da barreira de potencial. No entanto, eles podem sofrer ruptura se a tensão reversa exceder um valor crítico. Compreender essas condições de polarização é crucial para projetar e analisar circuitos eletrônicos envolvendo diodos.
