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IntroduIntroduççãoão
A importância da eletrônica:A importância da eletrônica:1. Telecomunicações e entretenimento;2. Computadores e calculadoras;3. Sistemas de controle automático;4. Instrumentação;5. Eletrônica automotiva;6. Geração e distribuição de energia;7. Radar;8. Circuitos integrados;9. Entre outros ....
Capítulo 1
ELETROTÉCNICA - 1/28.
ELETRICIDADE - 1/28.
IntroduIntroduççãoão
Projeto de circuitos eletrônicos:Projeto de circuitos eletrônicos:
Um dispositivo eletrônico é um componente que utiliza alguma fontede energia, tal como tensão elétrica ou luz, para controlar o fluxo da
corrente eletrônica.
ELETROTÉCNICA - 2/28.
ELETRICIDADE - 2/28.
IntroduIntroduççãoãoB
reve
his
tória
dos
sem
icon
duto
res
Disponível em:
www.cefetsc.edu.br/~petry
Pesquisa
Divulgação
Exame de qualificação
ELETROTÉCNICA - 3/28.
ELETRICIDADE - 3/28.
IntroduIntroduççãoãoB
reve
his
tória
dos
sem
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duto
res
ELETROTÉCNICA - 4/28.
ELETRICIDADE - 4/28.
IntroduIntroduççãoãoB
reve
his
tória
dos
sem
icon
duto
res
ELETROTÉCNICA - 5/28.
ELETRICIDADE - 5/28.
IntroduIntroduççãoãoB
reve
his
tória
dos
sem
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duto
res
ELETROTÉCNICA - 6/28.
ELETRICIDADE - 6/28.
Diodo idealDiodo ideal
Símbolo do diodo Curva ID x VD
Anodo(A)
Catodo(C ou K)
ELETROTÉCNICA - 7/28.
ELETRICIDADE - 7/28.
Diodo idealDiodo ideal
Diodo conduzindo
Diodo bloqueado
ELETROTÉCNICA - 8/28.
ELETRICIDADE - 8/28.
Diodo idealDiodo ideal
Diodo conduzindo
Diodo bloqueado
ELETROTÉCNICA - 9/28.
ELETRICIDADE - 9/28.
Materiais semicondutoresMateriais semicondutores
Resistividade de um material2R A cm cm
l cmρ ⋅ Ω ⋅= = = Ω ⋅
ELETROTÉCNICA - 10/28.
ELETRICIDADE - 10/28.
Materiais semicondutoresMateriais semicondutores
Valores típicos de resistividade:
( )6
Condutor10 cobrecmρ −≅ Ω
( )( )3
Semicondutor50 germânio
50 10 silício
cm
cm
ρ
ρ
≅ Ω
≅ ⋅ Ω
( )12
Isolante10 micaρ ≅
ELETROTÉCNICA - 11/28.
ELETRICIDADE - 11/28.
Materiais semicondutoresMateriais semicondutores
Estrutura cristalina do germânio e silício:
ELETROTÉCNICA - 12/28.
ELETRICIDADE - 12/28.
Materiais semicondutoresMateriais semicondutores
Estrutura atômica do germânio e do silício.
Ligação covalente do átomo de silício.
Materiais intrMateriais intríínsecos:nsecos:• São semicondutores cuidadosamente refinados para se
obter a redução de impurezas a um nível muito baixo –são basicamente tão puros quanto permite a tecnologia moderna.
ELETROTÉCNICA - 13/28.
ELETRICIDADE - 13/28.
NNííveis de energiaveis de energia
NNííveis de energia:veis de energia:• Quanto mais longe o elétron estiver do núcleo, maior será
o estado de energia, e qualquer elétron que tiver deixado seu átomo de origem apresentará um estado de energia maior do que qualquer outro na estrutura atômica.
ELETROTÉCNICA - 14/28.
ELETRICIDADE - 14/28.
NNííveis de energiaveis de energiaELETROTÉCNICA - 15/28.
ELETRICIDADE - 15/28.
Materiais extrMateriais extríínsecos N e Pnsecos N e P
Materiais extrMateriais extríínsecos:nsecos:• Um material semicondutor submetido ao processo de
dopagem é chamado de material extrínseco.
Antimônio (5 elétrons na camada de valência.)
Gálio (3 elétrons na camada de valência.)
ELETROTÉCNICA - 16/28.
ELETRICIDADE - 16/28.
Materiais extrMateriais extríínsecos N e Pnsecos N e P
Material do tipo N:Material do tipo N:• É um material semicondutor dopado com impurezas com
cinco elétrons na camada de valência.
ELETROTÉCNICA - 17/28.
ELETRICIDADE - 17/28.
Materiais extrMateriais extríínsecos N e Pnsecos N e P
Material do tipo P:Material do tipo P:• É um material semicondutor dopado com impurezas com
3 elétrons na camada de valência.
ELETROTÉCNICA - 18/28.
ELETRICIDADE - 18/28.
Materiais extrMateriais extríínsecos N e Pnsecos N e P
Fluxo de elFluxo de eléétrons versus fluxo de lacunas:trons versus fluxo de lacunas:
ELETROTÉCNICA - 19/28.
ELETRICIDADE - 19/28.
Materiais extrMateriais extríínsecos N e Pnsecos N e P
Portadores majoritPortadores majoritáários e minoritrios e minoritáários:rios:• Em um material do tipo N, o elétron é chamado de
portador majoritário, e a lacuna é chamada de portador minoritário;
• Em um material do tipo P, a lacuna é o portador majoritário, e o elétron é o portador minoritário.
ELETROTÉCNICA - 20/28.
ELETRICIDADE - 20/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
JunJunçção Pão P--N:N: Região ou camada de depleção= barreira de potencial
ELETROTÉCNICA - 21/28.
ELETRICIDADE - 21/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
Sem polarizaSem polarizaçção (Vão (VDD = 0 V):= 0 V):
ELETROTÉCNICA - 22/28.
ELETRICIDADE - 22/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
Sem polarizaSem polarizaçção (Vão (VDD = 0 V):= 0 V):
ELETROTÉCNICA - 23/28.
ELETRICIDADE - 23/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
PolarizaPolarizaçção reversa (Vão reversa (VDD < 0 V):< 0 V):
ELETROTÉCNICA - 24/28.
ELETRICIDADE - 24/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
PolarizaPolarizaçção reversa (Vão reversa (VDD < 0 V):< 0 V):
ELETROTÉCNICA - 25/28.
ELETRICIDADE - 25/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
PolarizaPolarizaçção direta (Vão direta (VDD > 0 V):> 0 V):
ELETROTÉCNICA - 26/28.
ELETRICIDADE - 26/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
Modelamento matemModelamento matemáático:tico:
1D
K
K VT
D SI I e⋅⎛ ⎞
= ⋅ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
0
corrente direta;corrente de saturação reversa;11600/ onde =1para Ge e =2 para Si;
273
D
S
K C
IIKT T
η η η
==
=
= +
ELETROTÉCNICA - 27/28.
ELETRICIDADE - 27/28.
Diodo semicondutorDiodo semicondutor
Modelamento matemModelamento matemáático:tico:
1D
K
K VT
D SI I e⋅⎛ ⎞
= ⋅ −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
ELETROTÉCNICA - 28/28.
ELETRICIDADE - 28/28.
