Assunto 2 - Conceitos básicos de junções PN

Considerando que a tensão de barreira dos diodos de junção PN apresentados na figura possuem uma amplitude de 0,7V, qual será a amplitude mínima da tensão da fonte VS para que exista corrente elétrica circulando sobre o resistor R?

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  0,7V.

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  1,4V.

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  2,8V.

• 2,1V.

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  3,2V.

Answer explanation

Comentários da resposta

Para que uma corrente elétrica flua através do resistor R, é essencial polarizar diretamente todos os diodos de junção PN. Isso requer a aplicação de uma tensão de pelo menos 0,7V em cada um dos diodos, que é a tensão de barreira típica desses dispositivos. Portanto, o circuito apresenta uma configuração em série, e a fonte de tensão mínima necessária deve ser de no mínimo 2,8V para garantir seu funcionamento adequado.

Considerando o fato do processo de dopagem de materiais semicondutores ser essencial para a obtenção de um diodo de junção PN, qual será o efeito sobre as características condutivas/isolantes dos materiais semicondutores quando lacunas ou elétrons forem inseridos como portadores majoritários?

• A inserção de lacunas aumenta a resistividade, e a inserção de elétrons aumenta a condutividade do material semicondutor.

• A inserção de lacunas aumenta a condutividade, e a inserção de elétrons aumenta a resistividade do material semicondutor.

• Ambas aumentam a condutividade do material semicondutor.

• Ambas aumentam a resistividade do material semicondutor.

• A inserção de dopantes não altera a condutividade do material semicondutor.

Answer explanation

Comentários da resposta

A inserção de portadores livres altera a capacidade de condução elétrica (resistividade/condutividade) do material semicondutor. Quando se insere mais portadores livres no material semicondutor, estes se tornam disponíveis para recombinação. Sendo assim, quando se adiciona lacunas, está aumentando a capacidade de isolação (resistividade), e quando adiciona-se elétrons, se está aumentando a capacidade de condução (condutividade) do material semicondutor.

Sabendo que o circuito apresentado na figura a seguir possui uma fonte senoidal cuja tensão de pico é da ordem de 180V, analise a tabela em que são apresentadas as tensões reversas de uma família de diodos e identifique qual você poderá utilizar para a implementação desse circuito.

• D1, D2 e D3.

• D2, D3 e D4.

• D1, D3, D5 e D7.

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  D3, D4, D5, D6 e D7.

• Todos os diodos da família podem ser utilizados no circuito.

Answer explanation

Comentários da resposta

Considerando que a tensão reversa desse circuito será da ordem de 180V, somente os diodos D3, D4, D5, D6 e D7 poderão ser utilizados, já que estes suportam uma tensão reversa de 200 a 1000V.

Considerando que o circuito apresentado na Figura A possui um diodo de junção PN, com uma tensão de barreira 0,7V, uma resistência de 1Ω (R), e que a fonte V_S gera um sinal quadrado com amplitudes que variam entre -5 à 5V, conforme apresentado na Figura B, como será a forma de onda da corrente elétrica sobre o resistor R?

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Answer explanation

Comentários da resposta

Quando a tensão da fonte é igual a 5V, a junção PN do diodo é polarizada diretamente. Como a tensão de barreira é da ordem de 0,7V, a tensão aplicada sobre o resistor é igual a 4,7V. Pela Lei de Ohm, a corrente sobre esse mesmo dispositivo é da ordem de 4,7A. Quando a tensão da fonte é igual a -5V, o diodo é polarizado reversamente, fazendo com que não circule corrente sobre o resistor, sendo assim, a corrente sobre esse dispositivo tende a zero.

Considerando que o circuito apresentado na Figura 4 possui um diodo de junção PN, com uma tensão de barreira 0,7V e uma tensão de ruptura de 40V, indique em qual região da curva do diodo o dispositivo se encontrará quando você aplicar, respectivamente, a tensões na fonte V_S de -50V, -10V, 10V, 50V.

• Região de ruptura, região inversa, região direta e região de ruptura.

• Região de ruptura, região direta, região inversa e região de ruptura.

• Região inversa, região direta, região direta e região de ruptura.

• Região de ruptura, região inversa, região inversa e região direta.

• Região de ruptura, região inversa, região direta e região direta.

Answer explanation

Comentários da resposta

Inicialmente, você pode pensar que, aplicando uma tensão de -50V, o diodo estaria apenas polarizado reversamente, entretanto, como o ele não conduz, toda a tensão da fonte fica aplicada sobre o ele. Considerando, ainda, que a amplitude da tensão da fonte é maior que a tensão de ruptura suportada pelo diodo, nesse casi, este fica na região de ruptura.
Se você aplicar a tensão de -10V na fonte, o diodo estará reversamente polarizado, isto é, na região reversa.
​​​​​​​Para as tensões de 10 e 50V, o diodo é polarizado diretamente, sendo a única diferença prática entre elas a corrente elétrica que irá circular sobre o diodo. Como a tensão de 50V é maior, a corrente elétrica será maior do que na aplicação de 10V.