Região de Depleção

Para o entendimento do funcionamento do diodo, devemos relembrar e deixar bem claro duas coisas muito importantes:

1. Um átomo é considerado eletricamente neutro quando o número de elétrons em sua eletrosfera (cargas elétricas negativas) é igual ao número de prótons em seu núcleo (cargas elétricas positivas);
2. A estabilidade química, entretanto, é atingida somente quando os átomos alcançam oito elétrons na sua última camada. Por isso que eles ligam-se uns aos outros, ou compartilhando elétrons (ligação covalente) ou até cedendo e recebendo elétrons (ligação iônica).

Vamos analisar mais profundamente o que acontece na junção de semicondutores de tipos diferentes, caso nenhuma diferença de potencial seja aplicada. Quando, na região da junção, os elétrons passam do semicondutor tipo N para o semicondutor tipo P, os átomos que perderam os elétrons alcançam a estabilidade química, ou seja, ficam com 8 elétrons na última camada. Entretanto, tornam-se íons positivos já que, como perderam elétrons, agora o número de prótons no núcleo está em maior número do que os elétrons que estão orbitando na eletrosfera.

Da mesma forma, do outro lado da junção, na região pertencente ao semicondutor tipo P, os átomos que recebem os elétrons vindos do semicondutor tipo N se estabilizam quimicamente, mas tornam-se íons negativos. Isso porque, como receberam elétrons, o número deles na eletrosfera vai ser superior à quantidade de prótons no núcleo.

Então, na região de depleção do lado do semicondutor tipo P, temos um acúmulo de íons negativos. Já na região de depleção do lado do semicondutor tipo N, temos um acúmulo de íons positivos. Na medida em que mais elétrons “cruzam a fronteira” da junção, mais íons são formados. Entretanto, esses íons acabam dificultando o ato de “cruzar a fronteira” da junção. Você percebeu a razão disso? Não? Então observe bem a figura 7.

Ora, isso acontece porque o semicondutor tipo N tem um excesso de elétrons. Esses elétrons livres tendem a ir para o semicondutor tipo P. Mas, veja que curioso: o elétron tem uma carga elétrica negativa e para que ele consiga chegar até uma lacuna disponível, terá que atravessar um obstáculo. Esse obstáculo é nada mais do que os íons negativos formados do lado da junção do semicondutor tipo P, que já receberam os elétrons vindos do lado do semicondutor tipo N.

Assim, surge uma força elétrica de repulsão entre os elétrons livres do lado do semicondutor tipo N e a “muralha” de íons negativos do lado do semicondutor tipo P da junção. A figura a seguir sintetiza esse processo: