diodo

ELETRÔNICA E INSTRUMENTAÇÃO
Exercícios: Diodos
1. A figura 1 apresenta o diagrama de bandas de energia para uma heterojunção metal/semicondutor. Explicar a diferença entre uma junção PN convencional e uma heterojunção. Figura 1. Diagramas de bandas de energia de (a) uma heterojunção metal/semicondutor tipo N e (b) uma heterojunção metal/semicondutor tipo P. V0 é o potencial de contato entre o metal e o semicondutor, que impede a passagem de elétrons do semicondutor para o metal.

2. A figura 2 apresenta as curvas características I-V para um diodo Schottky e um diodo de junção
PN. Explicar a diferença nas curvas características I-V.

Figura 2. Curvas características. I-V para (a) diodo Schottky e (b) diodo de junção PN.

3. A figura 3 apresenta os esquemas de emissão de fótons no diagrama de banda de energia de materiais semicondutores que apresentam (a) “gap” direto de emissão fotônica e (b) “gap” indireto. Com base nesta informação, estimar a cor emitida por LEDs produzidos com os materiais semicondutores listados na tabela 1. Explicar porque materiais metálicos não podem emitir fótons quando excitados por campo elétrico.
1

Figura 3. Processos de emissão de fótons por (a) gap direto e (b) gap indireto.

Tabela 1. Energia do “gap” da banda proibida e respectivo comprimento de onda para diversos materiais semicondutores. Semicondutor
Si
Ge
AlN
AlAs
GaN
GaP
GaAs
InP
InAs
InSb
CdS
CdTe

Tipo do “gap” i i i i d i d d d d d d

EG (eV)
1,12
0,67
5,90
2,16
3,40
2,26
1,43
1,35
0,35
0,18
2,53
1,50

λG (µm)
1,11
1,88
0,21
0,57
0,36
0,55
0,86
0,92
3,54
6,87
0,49
0,83

4. A figura 4 apresenta as curvas I-V características para três materiais semicondutores. Discutir os parâmetros das curvas I-V em função das propriedades mostradas na tabela 2. que apresentam
(a) “gap” direto de emissão fotônica e (b) “gap” indireto. Com base nesta informação, estimar a cor emitida por LEDs produzidos com