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A resposta dos portadores de carga à aplicação de um potencial com “bias” para a frente é
demonstrada na Figura 19.18b. Os buracos no lado-p e os elétrons no lado-n são atraídos para a
junção. À medida que os elétrons e buracos se encontram mutuamente perto da junção, eles se
combinam continuamente e se aniquilam mutuamente, de acordo com a equação
Elétron + buraco −−−> energia (19.21)
Assim para esse “bias”, grandes números de portadores de carga se escoam através do
semicondutor, como evidenciado por uma apreciável corrente e uma baixa resistividade. As
características corrente-voltagem para “bias”para a frente estão mostradas na metade do lado
direito da Figura 19.19.
Figura 19.19 – As características corrente-voltagem de uma junção p-n tanto para “bias”para a
frente quanto para “bias” reversa. O fenômeno de quebra é também mostrado.
Para “bias”reversa (Figura 19.18c), tanto buracos quanto elétros, como portadores
majoritários, são rapidamente removidos para longe da junção; essa sepação de cargas positiva e
negativa (ou polarização) deixa a região da junção relativamente livre de portadores de carga
móveis. Recombinação não ocorrerá em nenhuma extensão apreciável, de maneira que a junção
agora é altamente isoladora. A Figura 19.19 também ilustra o comportamento corrente-voltagem
para “bias”reversa.
O processo de retificação em termos de voltagem de entrada e corrente de saída é
demonstrado na Figura 19.20. Enquanto voltagem varia senoidalmente com o tempo (Figura
19.20a), fluxo de corrente máxima I R para voltagem de “bias”reversa é extremamente pequena
em comparação àquela para “bias” para a frente I F (Figura 19.20b). Além disso, correspondência
entre I F e I R e voltagem máxima imposta ( + V o ) é notada na Figura 19.19.
Figura 19.20. (a) Voltagem versus tempo para entrada a uma junção retificadora p-n . (b)
Corrente versus tempo, mostrando retificação de voltagem em (a) por uma junção retificadora p-n
tendo as características voltagem-corrente mostradas na Figura 19.19.
Em altas voltagens de “bias”reversa, às vezes da ordem de centenas de volts, grandes
números de portadores de carga (elétrons e buracos) são gerados. Isto dá origem a um muito
abrupto aumento na corrente, um fenômeno conhecido como quebra (“breakdown”), também
mostrado na Figura 19.19, e discutido em mais detalhe na Seção 19.20.
O Transistor
Transistores, que são extremamente importantes dispositivos semicondutores nos circuitos
eletrônicos dos dias de hoje (referência a 1991), são capazes de dois tipos principais de funções.
Primeiro, eles podem executar a mesma operação que aquela do seu precursor de tubo a vácuo, o
triodo; isto é, eles podem amplificar um sinal elétrico. Em adição, eles servemcomo dispositivos de
ligação (“switching”) em computadores para processamento e armazenamento de informações. Os
dois principais tipos são o transistor de junção (ou bimodal) e o transistor de efeito de campo
de semicondutor de óxido metálico ( “metal-oxide-semiconductor field-effect transistor” ,