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Enunciado

Química - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 42.Exercícios - Ex. 32

Uma junção p - n possui uma corrente de saturação igual a 3,6 m A .

  1. Para uma temperatura de 300 K , qual é a voltagem necessária para produzir uma corrente positiva de 40 m A ?
  2. Para uma voltagem igual ao valor negativo do valor calculado no item (a), qual é a corrente negativa?

Passo 1

Letra a)

Vamos primeiro resolver a equação da corrente I para a voltagem V :

I = I s e e V k T - 1

I I s = e e V k T - 1

e e V k T = I I s + 1

e V k T = ln ⁡ I I s + 1

V = k T e ln ⁡ I I s + 1

O problema nos trás os seguintes dados:

I s = 3,6 m A

T = 300 K

I = 40 m A

As constantes de Boltzmann ( 1,381 × 10 - 23 ) e a carga do elétron ( 1,6 × 10 - 19 ) já estamos carecas de saber, então é só substituir tudo e jogar na calculadora:

V = 1,381 × 10 - 23 . 300 1,6 × 10 - 19 ln ⁡ 40 m A 3,6 m A + 1 = 0,0645 V

Passo 2

Letra b)

Agora a voltagem é - 0,0645 V , mesma temperatura, mesma corrente de saturação e queremos saber a corrente negativa. Vamos resgatar a expressão para a corrente do passo 1 :

I = I s e e V k T - 1

E substituir os valores e jogar na calculadora:

I = 3,6 × 10 - 3 e 1,6 × 10 - 19 . - 0,0645 1,381 × 10 - 23 . 300 - 1 = - 3,3 × 10 - 3 A

I = - 3,3 m A

Resposta

a )   0,0645 V

b )   - 3,3 m A

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