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Efeitos da região de depleção em diodos

A região de depleção é o espaço material que existe dentro de todos os dispositivos eletrônicos semicondutores. Esta região é constituída por cargas positivas e negativas imóveis acopladas às outras dentro de um dispositivo semicondutor, que atuam como uma junção neutra entre as porções positivas (P) e (N) negativas. Esta região é de grande importância dentro dos diodos semicondutores, que são dispositivos eletrônicos empregados de transmitir corrente elétrica em uma única direção. Os efeitos coletivos da região de depleção dentro diodos pode ser reconhecido através da compreensão dos mecanismos das suas funções e características.

Os diodos são pequenos dispositivos semicondutores com fins positivos e negativos separados por uma região de depleção (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Teoria

Um díodo semicondutor é formada pela difusão de materiais semicondutores do tipo P (carregado positivamente) e do tipo N (com carga negativa). Esta difusão é rapidamente seguida da troca de partículas tipo P e tipo N entre ambos os materiais na junção mútua, resultando num espaço neutro que divide as porções P e N. Este espaço mútuo contém partículas PN comumente acopladas em uma simetria tal que tanto as partículas de tipo N quantos as do P têm suas respectivas partículas alinhadas com os seus limitantes. Desta forma, um espaço ou gap é criado entre os materiais com cargas opostas dentro de um diodo semicondutor, o que ajuda a manter o seu equilíbrio operacional.

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Funções

A região de depleção ajuda a evitar o colapso de partículas do tipo P com as de tipo N em um diodo semicondutor. Na verdade, as partículas do tipo N têm um maior potencial em comparação às partículas do tipo P. Por esta razão, as partículas de tipo N atraem as de tipo P, acoplando-se tão logo a energia é transmitida na junção. No entanto, a região de depleção aqui atua como uma barreira de potencial entre as duas seções e restringe o acoplamento delas instantaneamente. Esta barreira de potencial tem uma tensão que variando de 0,3 a 0,7 volts, em diferentes tipos de diodos.

Características

A força e a área ocupada da região de depleção é variada pela direção do fluxo de partículas, ou simplesmente pela corrente. Essa direção é caracterizada pelas polarizações reversas e direta nas características operacionais dos diodos. No modo de polarização reversa, a seção de tipo N atrai mais e mais partículas da seção de tipo P, o que resulta na ampliação da região de depleção. Da mesma forma, no modo direto, as partículas do tipo P atraem as partículas do tipo N, fazendo com que a região de depleção se estreite. No entanto, esta barreira de potencial criada pela região de depleção está sujeita a um colapso se forem aplicados grandes aumentos de tensão sobre ela.

Significância

Diodos permitem que as correntes fluam em apenas uma direção e as bloqueiam na direção oposta. Esta característica principal é alcançada somente pela criação de região de depleção e seu modo de polarização, que define coletivamente a direção em que as cargas devem se mover. Além disso, a criação da zona de depleção naturalmente permite que um diodo aja como um retificador, que é um dispositivo que converte a corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC).

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Referências

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