Ferros

Fundamentos de Electrónica
Teoria

Cap.2 - Díodo de Junção P-N

Jorge Manuel Torres Pereira

IST-2008

DÍODO DE JUNÇÃO p-n

2.1. Introdução
A junção p-n envolve o contacto entre duas regiões semicondutores, uma tipo-p e outra tipo-n. Se se utilizar o mesmo semicondutor para ambas as regiões, a junção p-n designa-se por homojunção. Caso contrário chama-se heterojunção. Quando a densidade de dadores do lado n é igual à densidade de aceitadores do lado p, a junção designa-se por simétrica, caso contrário chama-se assimétrica. A junção p-n ainda se pode classificar como abrupta ou gradual dependendo da forma como se distribui a densidade de dopante entre a região p e a região n. Na junção gradual a grandeza N=Na-Nd varia de N a para − N d de uma forma continua quando se vai da região tipo-p para a região tipo-n. A homojunção p-n e, na maior parte dos casos de interesse a heterojunção p-n, possuem características rectificadoras.
O díodo de junção p-n tem como estrutura básica a junção p-n e dois contactos metalsemicondutor que permitem estabelecer a sua ligação eléctrica num dado circuito. Os contactos metal-semicondutor não devem possuir propriedades rectificadoras e portanto os metais mais adequados para estabelecer a ligação com a região tipo-p e tipo-n devem ser escolhidos com cuidado. No caso do silício o metal mais utilizado é o Alumínio. O díodo de junção pode ser usado como dispositivo rectificador, como tensão de referência, quando a funcionar na disrupção, ou como condensador variável dependente de tensão. Os dispositivos bipolares em geral possuem características que derivam do comportamento da junção p-n.
Também os dispositivos optoelectrónicos, e.g., fotodíodos, células solares, LED e LASER possuem uma estrutura básica que envolve a junção p-n.
Nos parágrafos seguintes ir-se-á estudar a homojunção p-n abrupta utilizando um modelo unidimensional.

2.2. Junção p-n em equilíbrio termodinâmico
Considere-se a homojunção