dispositivos e circuitos eletrônicos i

8/18/2019 Dispositivos e Circuitos Eletrônicos I

http://slidepdf.com/reader/full/dispositivos-e-circuitos-eletronicos-i 1/8

Dispositivos e Circuitos Eletrônicos I

Prof. Taciana P. Enderle

Material Prof. Julio Bolacell

Introdução

Miniaturização crescente.

Sisteas copletos são ipleentados e CI!s "ue são centenas de vezesenores "ue u #nico coponente.

CIs possue ais de dez il$%es de transistores.

& Diodo Ideal

's caracter(sticas de u

diodo ideal são as de ua

c$ave "ue teria a capacidade

de conduzir corrente e u

#nico sentido.

& Diodo Ideal

& Diodo Ideal se coporta) coo u curto circuito na re*ião de condução.

& Diodo Ideal

& Diodo Ideal se coporta) coo u circuito 'BE+T& na re*ião de ,-&condução.

& Diodo Ideal

't "ue ponto a resist/ncia direta de u diodo real e"uivalente ao valordese0ado de 1 23

' resist/ncia de polarização reversa *rande o su4ciente para peritir uaapro5iação de circuito a6erto3

Materiais Seicondutores

Qualquer elemento da natureza possui inumeráveis

propriedades físicas e químicas.

A única que nos interessa é a facilidade para permitir a

passagem de elétrons.

Isto, é conhecido como corrente elétrica.



Um material que permita facilmente esta passagem se diz

que tem oa condutividade.

Tipos de ateriais

!a natureza e"istem tr#s tipos de mate$ riais conforme o seu

comportamento diante da passagem da corrente elétrica%

Condutor

' passa*e de eltrons de u lado para o outro se produzlivreente se nen$u tipo de ipediento.

'nalo*ia pode ser feita co a 7*ua escoando por u tu6o.

Isolante

E isolante dif(cil o oviento dos eltrons ipedindo) portanto) apassa*e da corrente.

'nalo*ia pode ser feita a*ora coo se fosse colocado ua tapa ao tu6od!7*ua.

Seicondutor

E u seicondutor poss(vel a passa*e de eltrons) não tãofacilente coo nos condutores.

'nalo*ia pode ser feita coo se fosse ua tu6a*e co ua *rel$ade 6orrac$a "ue pudsseos fec$ar ou a6rir confore asnecessidades.

+esistividade

&esistividade '() 8 Inversaente relacionada a condutividade.

9uanto aior a condutividade enor o n(vel da resist/ncia.


& :erano e o Sil(cio são os ateriais seicondutores "ue ais tedespertado o interesse) isso por v7rias raz%es;

<a6ricados co u alto n(vel de pureza=

Capacidade de alteração radical das caracter(sticas do aterial por eio de>dopa*e?.


'l*uas "ualidades do :e e do Si se deve a suas estruturas atôicas.

& 7too coposto de tr/s part(culas 67sicas; elétron, próton e nêutron.



Eltrons de @al/ncia

:e te A 7toos "ue or6ita e o Si .

deles estão na #ltia caada val/nciaF.

Seicondutores

E seicondutores necess7rio al*ua >interfer/ncia? para "ue oseltrons de val/ncia possa produzir ua corrente eltrica.

Isso pode ser feito de duas foras diferentes.

'"ueciento a <oraF

A primeira é aquecendo$o%

*s elétrons de val#ncia aandonam o seu lugar e dei"am um

+uraco que chamamos de lacuna.

*s elétrons possuem carga negativa produz assim uma falta

desta carga.

Dopa*e a <oraF

A segunda é o que se conhece por dopagem%

A técnica da dopagem consiste simplesmente em alterar a

estrutura interna de um semicondutor, acrescentando dentro

dele uma pequeníssima quantidade de átomos de outroelemento astante similar ao original.

Ao dopar um semicondutor se produz um grande aumento da

sua permissividade - passagem da corrente.

Assim, podemos criar dois tipos de emicondutores o chamado tipo

/ e o tipo !.

Tipo P

Quando ao dopar introduzimos átomos com tr#s elétrons deval#ncia num elemento com quatro.

0stamos formando um semicondutor tipo /, vindo o seu nome

do e"cesso de carga positiva que t#m estes elementos.

Tipo P

Tipo ,

e os átomos acrescentados t#m cinco elétrons na sua última

camada o semicondutor se denomina de tipo !, por ser mais

negativo.



!este tipo de materiais temos um quinto elétron que n1o se

recomina com os outros e que, portanto, está livre e vaga

pelo elemento produzindo corrente.

Tipo ,

/ortadores ma2oritários e minoritários

9uando e5iste corrente dentro de u aterial vios "ue devida Geltrons ovendoHse para u lado e a lacunas deslocandoHse esentido contr7rio.

Mas) as "uantidades de uns e outros não t/ por"ue sere i*uaisne parecidas) isto depende do aterial atravs do "ual circula acorrente.

3hamamos portadores ma2oritários aqueles que contriuam -

passagem da corrente em 4maior4 medida e, oviamente, os

minoritários ser1o aqueles que o fa5am em +menor medida.

/ortadores ma2oritários e minoritários

e temos um material tipo ! pelo "ue circula corrente) osportadores a0orit7rios serão os eltrons "ue so6ra pela dopa*e

0unto co os eltrons "ue salta devido ao calor

&s portadores inorit7rios serão as lacunas produzidas ao ire e6oraos eltrons do seu lu*ar.

/elo contrário, num semicondutor tipo / os portadoresa0orit7rios serão os 6uracos "ue te e e5cesso pela dopa*eais os 6uracos "ue se produze por efeito do calor)

E os portadores inorit7rios serão os eltrons "ue saltara do seulu*ar.

Material tipo n e tipo p

E u aterial tipo n o 0607&*! c$aado de portador ma2oritario) e

a 6A3U!A c$aado de portador minoritário.

Material tipo n e tipo p

E u aterial tipo p a 6A3U!A c$aada de portador ma2oritario) eo 0607&*! c$aado de portador minoritário.

Uni1o /$!

3hegando a este ponto, qualquer pessoa com um pouco de

curiosidade deve ter$se feito a seguinte pergunta% o que é

que aconteceria se se 2untasse um 4peda5o4 de material tipo/ com um 4peda5o4 de material tipo !8



Isso é o que se conhece como 2un51o /$!.

3omo eletr9nicos que somos, apenas nos interessa algo muito

concreto desta uni1o, o seu comportamento - passagem de

corrente elétrica.

Uni1o /$!

Acontece que os elétrons que soram ao material tipo ! se

acomodam nos uracos que soram do material tipo /.

:as, aten51o;

!1o todos os de um ando se passam ao outro, apenas o

fazem os que est1o muito perto da fronteira que os separa<

=arreira de /otencial

Uma vez que 2á tenham passado certa quantidade de elétrons

come5a a haver uma concentra51o maior do normal, o que

provoca a repulsa entre eles.

/ortanto, se chega a um equilírio.

Assim, diz$se que se criou uma arreira de potencial.

=arreira de /otencial

Uma arreira de potencial é simplesmente uma oposi51o a

que continuem passando os elétrons e lacunas de um lado

para o outro.

0sta situa51o permanecerá inalterável enquanto n1o >zermos

nada e"terno para modi>cá$la.

/ara compensar o efeito dessa arreira de potencial

precisamos de outro potencial fornecido por n?s, por e"emplo,

uma ateria.

@iodo emicondutor

* diodo é formado pela uni1o destes materiais.

A aplica51o de uma tens1o em seus terminais permite tr#s

possiilidades%

!enhuma polariza51o '@BC)

/olariza51o reversa '@DC)

/olariza51o direta '@EC)



@iodo emicondutor

em /olariza51o

!a falta de uma tens1o de polariza51o, o Fu"o de carga em

qualquer sentido para um diodo semicondutor é zero .

@iodo emicondutor

/olariza51o &eversa

A corrente e"istente so condi5Ges de polariza51o reversa é

chamada de corrente de satura51o reversa e é apresentada por I.

@iodo emicondutor

/olariza51o &eversa

As lacunas livres do tipo / se recominam com os elétrons

que procedem do polo negativo da ateria, e os elétrons

livres do tipo ! s1o asorvidos por esta, afastando$se tanto

lacunas como elétrons da uni1o.

@iodo emicondutor

/olariza51o @ireta

Um diodo semicondutor é polarizado diretamente quando é

estaelecida a associa51o do potencial /ositivo ao material do tipo

/ e do !egativo ao material tipo !.

Diodo Seicondutor

Ao polarizar diretamente uma uni1o /$! o polo negativo da

ateria está in2etando elétrons ao material !, ao passo que o

polo positivo recee elétrons do lado / criando$se assim uma

corrente elétrica.

@D 1 @

Diodo Seicondutor

<orça os eltrons do aterial do tipo n e as lacunas no aterial do tipo p ase reco6inare co os (ons prK5ios da fronteira e a reduzire a lar*urada +E:I-& DE DEPLE-&.

Diodo Seicondutor

A diferen5a entre um diodo real e um diodo ideal%

* primeiro vai permitir a corrente num sentido $ n1o

livremente $ mas que oferece uma pequena resist#ncia



Medida teperatura auenta as curvas caracteristicas ais ideais teefeito pre0udicial ; Corrente diodo) pot/ncia a5ia

Curva Caracteristica do diodo co udança da teperatura

dispositivos e circuitos eletrônicos i

Documents