Eletrônica_I_Unid_I_Teoria_Semicondutores

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UNIDADE I – TEORIA DOS 
SEMICONDUTORES
DISCIPLINA DE ELETRÔNICA I
CURSO DE ELETROTÉCNICA 
IFSUL - CÂMPUS PELOTAS
PROF. DÁGNON RIBEIRO
Programa da disciplina:
UNIDADE I - Teoria de Semicondutores

1.1 Características físicas dos semicondutores. 
1.2 Dopagem dos semicondutores

1.3 Junção PN

1.4 Diodo retificador

1.5 Diodo emissor de luz (led)

UNIDADE II - Circuitos Retificadores Monofásicos
2.1 Retificador de meia onda 
2.2 Retificador em contra-fase
2.3 Retificador em ponte 
UNIDADE III - Circuitos de Filtros

3.1 Relação tensão x corrente no capacitor 
3.2 Circuito resistivo-capacitivo (RC)

3.3 Relação tensão x corrente no indutor 
3.4 Circuito resistivo-indutivo (RL)
3.5 Filtro capacitivo

3.6 Filtro LC 
UNIDADE IV - Circuitos Estabilizadores de Tensão
4.1 Diodo zener
4.2 Reguladores fixos de tensão de 3 terminais (78xx e 79xx)

4.3 Reguladores de tensão ajustável de 3 terminais em circuito integrado 
4.4 Fonte simétrica e estabilizada de tensão 
Provas: . 1 prova na 1ª etapa e 
. 1 prova na 2ª etapa. 
Observações:
As aulas práticas da disciplina serão disponibilizadas aos alunos que tiverem interesse no retorno 
normal as atividades.
Nota da etapa 
1ª etapa => nota da prova (peso 10,0).
2ª etapa => nota da prova (peso 10,0).
• Reavaliação: 
. Terá direito a fazer a prova de reavaliação o aluno que não obtiver a nota mínima (seis) em
uma das etapas. O aluno fará a prova de reavaliação apenas da etapa em que não foi
aprovado, abrangendo todo o conteúdo desenvolvido naquela etapa.
* Recuperação dos conteúdos: a recuperação dos conteúdos dar-se-á através de assistência aos
alunos nos horários de atendimento (atividades síncronas) para esclarecimento de suas dúvidas
assim como através da utilização de fóruns de dúvidas (atividade assíncrona) sobre cada
assunto no ambiente virtual Moodle.
METODOLOGIA E RECURSOS UTILIZADOS PARA O DESENVOLVIMENTO DA APNP:
1. As atividades síncronas acontecerão em sala de aula virtual utilizando-se aplicativo
(Google Meet)
2. As atividades assíncronas serão disponibilizadas no AVA Moodle e envolverão:
a. Leituras;
b. Exercícios;
c. Interação nos fóruns.
REFERÊNCIAS:
- MEDINA, Ricardo. Apostila de Eletrônica I. Pelotas: Gráfica IFSul. 
1.1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SEMICONDUTORES: 
1.1. A - ESTRUTURA DO ÁTOMO: 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 2 
UNIDADE I - SEMICONDUTORES 
 
1.1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SEMICONDUTORES: 
 
1.1.A - ESTRUTURA DO ÁTOMO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O átomo é um sistema formado por um núcleo central (parte pintada da figura 1.1) onde se encontram os 
nêutrons e os prótons, núcleo este carregado positivamente. O núcleo é envolvido por uma nuvem de elétrons 
carregados negativamente que neutralizam a carga positiva do núcleo. 
 Os elétrons giram em camadas de órbitas concêntricas ao redor do núcleo designadas pelas letras 
K,L,M,N,O,P,Q. A quantidade máxima de elétrons que pode haver em cada camada é: K=2, L=8, M=18, N=32, 
O=32, P=18, Q=8. 
 
 ex: 1º) Alumínio - Possui 13 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=3. 
 2º) Germânio - Possui 32 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=18,N=4. 
 3º) Oxigênio - Possui 8 elétrons assim distribuídos: K=2, L=6. 
 
 A última camada de elétrons que o átomo apresenta chama-se "camada de valência", assim o alumínio 
possui 3 elétrons na camada de valência, o germânio 4 e o oxigênio 6. 
 O número máximo de elétrons que o átomo pode apresentar na camada de valência é 8, qualquer que seja 
a última camada, exceto quando o átomo possui apenas a camada K, quando o número máximo de elétrons da 
camada de valência passa a ser 2. 
 Os átomos sempre procuram atingir esta condição de 8 elétrons (ou 2 elétrons) na última camada, pois esta 
é a sua condição estável. Para isto eles doam, recebem ou compartilham os elétrons da camada de valência. 
Destas transações de elétrons surgem forças de atrações capazes de unir os átomos formando as moléculas ou 
os cristais, são as ligações químicas. 
 As ligações químicas podem ser de dois tipos: 
 
 1º) Ligações iônicas: as ligações iônicas se caracterizam pela perda e ganho de elétrons, ou seja, há 
transferência de elétrons de um átomo para outro. As ligações iônicas resultam na formação de cristais. 
 
 
 
 
 
 O sódio doou 1 elétron, ficando com 8 elétrons na camada de valência (camada L). O cloro recebeu 1 
elétron, ele tinha 7 elétrons e ficou com 8 elétrons na camada de valência (camada M). Desta forma os dois 
átomos atingiram sua condição estável. 
 
 2º) Ligações covalentes: nas ligações covalentes os átomos se ligam entre si por meio de um par de 
elétrons, que ficam participando simultaneamente dos dois átomos. As ligações covalentes resultam na formação 
de moléculas ou de cristais. 
 
 
 
 
 
 
 ex: Na figura 1.2 foram mostrados dois átomos de hidrogênio isolados. Para formar uma molécula de 
hidrogênio (H2), estes dois átomos se ligaram entre si por meio de dois elétrons (um de cada átomo) que agora 
não mais pertencem a um ou outro átomo isolado, mas pertencem aos dois átomos (ver figura 1.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
K L M N O P Q 
figura 1.1 
Dois átomos 
isolados de 
hidrogênio 
figura 1.2 
figura 1.3 
Representação da ligação covalente:H H ou H - H 
 
 
 ex: Na + Cl = [Na+ ] [Cl - ] = NaCl 
 cátion ânion 
 
 K = 2 K = 2 
Na L = 8 Cl L = 8 
 M = 1 M = 7 
Átomo
Núcleo central: 
• prótons (carga +) 
• Nêutrons (carga nula)
Eletrosfera: nuvem de elétrons
(carga -) distribuídos em camadas
em torno do núcleo.
Número de prótons = Número de elétrons
”A carga elétrica resultante do átomo é nula”
 21ELETRÔNICA - CURSO TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
UNIDADE 2 – FÍSICA DOS MATERIAIS
2.1 Objetivos de aprendizagem
 - Compreender a estrutura do átomo e suas partículas elementares;
 - Reconhecer as características dos materiais condutores, isolantes e 
semicondutores de eletricidade;
 - Compreender os processos de dopagem de semicondutores com a 
intenção de produzir cristais eletricamente polarizados.
2.2 Introdução
A estrutura atômica e a compreensão das partículas elétricas bási-
cas são fundamentais para o entendimento da Eletrônica. Nesta unidade 
vamos conhecer estas partículas e as características dos materiais condu-
tores, isolantes e semicondutores. Vamos compreender o processo que 
transforma um cristal semicondutor puro em um cristal com cargas elétricas 
positivas ou negativas constituindo assim a base para o desenvolvimento de 
toda a Eletrônica.
2.3 A estrutura do átomo
O átomo é formado basicamente por três tipos de partículas ele-
mentares: elétrons, prótons e nêutrons (Figura 2.1). A carga do elétron é de 
polaridade negativa, enquanto a do próton é positiva. Os elétrons giram em 
torno do núcleo distribuindo-se em diversas camadas, num máximo de sete 
camadas. Em cada átomo, a camada mais externa é chamada de valência, 
e geralmente é ela que participa das reações químicas. Todos os materiais 
encontrados na natureza são formados por diferentes tipos de átomos, di-
ferenciados entre si pelos seus números de prótons, elétrons e nêutrons. 
Cada material tem uma infinidade de características, mas em Eletrônica uma 
é especial: o comportamento quanto à passagem de corrente elétrica. Em 
relação a esta característica pode-se dividir os materiais em três tipos: os 
condutores, os isolantes e os semicondutores.
 Figura 2.1 - Átomo
Ø Os elétrons giram em camadas de órbitas concêntricas ao redor do 
núcleo designadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. 
Ø A quantidade máxima de elétrons que pode haver em cada camada 
é: 
• K = 2;
• L = 8;
• M = 18;
• N = 32; 
• O = 32; 
• P = 18 e 
• Q = 8. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica2 
UNIDADE I - SEMICONDUTORES 
 
1.1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SEMICONDUTORES: 
 
1.1.A - ESTRUTURA DO ÁTOMO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O átomo é um sistema formado por um núcleo central (parte pintada da figura 1.1) onde se encontram os 
nêutrons e os prótons, núcleo este carregado positivamente. O núcleo é envolvido por uma nuvem de elétrons 
carregados negativamente que neutralizam a carga positiva do núcleo. 
 Os elétrons giram em camadas de órbitas concêntricas ao redor do núcleo designadas pelas letras 
K,L,M,N,O,P,Q. A quantidade máxima de elétrons que pode haver em cada camada é: K=2, L=8, M=18, N=32, 
O=32, P=18, Q=8. 
 
 ex: 1º) Alumínio - Possui 13 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=3. 
 2º) Germânio - Possui 32 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=18,N=4. 
 3º) Oxigênio - Possui 8 elétrons assim distribuídos: K=2, L=6. 
 
 A última camada de elétrons que o átomo apresenta chama-se "camada de valência", assim o alumínio 
possui 3 elétrons na camada de valência, o germânio 4 e o oxigênio 6. 
 O número máximo de elétrons que o átomo pode apresentar na camada de valência é 8, qualquer que seja 
a última camada, exceto quando o átomo possui apenas a camada K, quando o número máximo de elétrons da 
camada de valência passa a ser 2. 
 Os átomos sempre procuram atingir esta condição de 8 elétrons (ou 2 elétrons) na última camada, pois esta 
é a sua condição estável. Para isto eles doam, recebem ou compartilham os elétrons da camada de valência. 
Destas transações de elétrons surgem forças de atrações capazes de unir os átomos formando as moléculas ou 
os cristais, são as ligações químicas. 
 As ligações químicas podem ser de dois tipos: 
 
 1º) Ligações iônicas: as ligações iônicas se caracterizam pela perda e ganho de elétrons, ou seja, há 
transferência de elétrons de um átomo para outro. As ligações iônicas resultam na formação de cristais. 
 
 
 
 
 
 O sódio doou 1 elétron, ficando com 8 elétrons na camada de valência (camada L). O cloro recebeu 1 
elétron, ele tinha 7 elétrons e ficou com 8 elétrons na camada de valência (camada M). Desta forma os dois 
átomos atingiram sua condição estável. 
 
 2º) Ligações covalentes: nas ligações covalentes os átomos se ligam entre si por meio de um par de 
elétrons, que ficam participando simultaneamente dos dois átomos. As ligações covalentes resultam na formação 
de moléculas ou de cristais. 
 
 
 
 
 
 
 ex: Na figura 1.2 foram mostrados dois átomos de hidrogênio isolados. Para formar uma molécula de 
hidrogênio (H2), estes dois átomos se ligaram entre si por meio de dois elétrons (um de cada átomo) que agora 
não mais pertencem a um ou outro átomo isolado, mas pertencem aos dois átomos (ver figura 1.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
K L M N O P Q 
figura 1.1 
Dois átomos 
isolados de 
hidrogênio 
figura 1.2 
figura 1.3 
Representação da ligação covalente:H H ou H - H 
 
 
 ex: Na + Cl = [Na+ ] [Cl - ] = NaCl 
 cátion ânion 
 
 K = 2 K = 2 
Na L = 8 Cl L = 8 
 M = 1 M = 7 
Exemplo: 
1º) Alumínio (Total de 13 elétrons): K=2, L=8 e M=3.
2º) Germânio (32 elétrons) : K=2, L=8, M=18 e N=4. 
3º) Oxigênio (8 elétrons): K=2 e L=6. 
Camada de valência: última camada de elétrons que o átomo apresenta.
No exemplo dado:
• o alumínio tem 3 elétrons na camada de valência;
• o germânio tem 4 elétrons na camada de valência e
• o oxigênio tem 6 elétrons na camada de valência. 
O número máximo de elétrons que o átomo pode apresentar na camada de valência é 8, qualquer 
que seja a última camada, exceto quando o átomo possui apenas a camada K, quando o número 
máximo de elétrons da camada de valência passa a ser 2. 
Para atingir a condição de estabilidade, os átomos doam, recebem ou compartilham os elétrons 
da camada de valência, através das ligações químicas.
Os átomos sempre procuram atingir esta condição de 8 elétrons (ou 2 elétrons) na última camada.
”Condição estável” 
As ligações químicas podem ser de dois tipos: 
1º) Ligações iônicas: se caracterizam pela perda e ganho de elétrons, ou seja, há transferência 
de elétrons de um átomo para outro. As ligações iônicas resultam na formação de cristais. 
2º) Ligações covalentes: nas ligações covalentes os átomos se ligam entre si por meio de um 
par de elétrons, que ficam participando simultaneamente dos dois átomos. As ligações 
covalentes resultam na formação de moléculas ou de cristais. 
Exemplo: na figura 1.2 são mostrados dois átomos de hidrogênio isolados. Para formar uma 
molécula de hidrogênio (H2), estes dois átomos se ligarão entre si por meio de dois elétrons 
(um de cada átomo) que agora não mais pertencem a um ou outro átomo isolado, mas 
pertencem aos dois átomos.
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 2 
UNIDADE I - SEMICONDUTORES 
 
1.1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SEMICONDUTORES: 
 
1.1.A - ESTRUTURA DO ÁTOMO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O átomo é um sistema formado por um núcleo central (parte pintada da figura 1.1) onde se encontram os 
nêutrons e os prótons, núcleo este carregado positivamente. O núcleo é envolvido por uma nuvem de elétrons 
carregados negativamente que neutralizam a carga positiva do núcleo. 
 Os elétrons giram em camadas de órbitas concêntricas ao redor do núcleo designadas pelas letras 
K,L,M,N,O,P,Q. A quantidade máxima de elétrons que pode haver em cada camada é: K=2, L=8, M=18, N=32, 
O=32, P=18, Q=8. 
 
 ex: 1º) Alumínio - Possui 13 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=3. 
 2º) Germânio - Possui 32 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=18,N=4. 
 3º) Oxigênio - Possui 8 elétrons assim distribuídos: K=2, L=6. 
 
 A última camada de elétrons que o átomo apresenta chama-se "camada de valência", assim o alumínio 
possui 3 elétrons na camada de valência, o germânio 4 e o oxigênio 6. 
 O número máximo de elétrons que o átomo pode apresentar na camada de valência é 8, qualquer que seja 
a última camada, exceto quando o átomo possui apenas a camada K, quando o número máximo de elétrons da 
camada de valência passa a ser 2. 
 Os átomos sempre procuram atingir esta condição de 8 elétrons (ou 2 elétrons) na última camada, pois esta 
é a sua condição estável. Para isto eles doam, recebem ou compartilham os elétrons da camada de valência. 
Destas transações de elétrons surgem forças de atrações capazes de unir os átomos formando as moléculas ou 
os cristais, são as ligações químicas. 
 As ligações químicas podem ser de dois tipos: 
 
 1º) Ligações iônicas: as ligações iônicas se caracterizam pela perda e ganho de elétrons, ou seja, há 
transferência de elétrons de um átomo para outro. As ligações iônicas resultam na formação de cristais. 
 
 
 
 
 
 O sódio doou 1 elétron, ficando com 8 elétrons na camada de valência (camada L). O cloro recebeu 1 
elétron, ele tinha 7 elétrons e ficou com 8 elétrons na camada de valência (camada M). Desta forma os dois 
átomos atingiram sua condição estável. 
 
 2º) Ligações covalentes: nas ligações covalentes os átomos se ligam entre si por meio de um par de 
elétrons, que ficam participando simultaneamente dos dois átomos. As ligações covalentes resultam na formação 
de moléculas ou de cristais. 
 
 
 
 
 
 
 ex: Na figura 1.2 foram mostrados dois átomos de hidrogênio isolados. Para formar uma molécula de 
hidrogênio (H2), estes dois átomos se ligaram entre si por meio de dois elétrons (um de cada átomo) que agora 
não mais pertencem a um ou outro átomo isolado, mas pertencem aos dois átomos (ver figura 1.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
K L M N O P Q 
figura 1.1 
Dois átomos 
isolados de 
hidrogênio 
figura 1.2 
figura 1.3 
Representação da ligação covalente:H H ou H - H 
 
 
 ex: Na + Cl = [Na+ ] [Cl - ] = NaCl 
 cátion ânionK = 2 K = 2 
Na L = 8 Cl L = 8 
 M = 1 M = 7 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 2 
UNIDADE I - SEMICONDUTORES 
 
1.1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SEMICONDUTORES: 
 
1.1.A - ESTRUTURA DO ÁTOMO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O átomo é um sistema formado por um núcleo central (parte pintada da figura 1.1) onde se encontram os 
nêutrons e os prótons, núcleo este carregado positivamente. O núcleo é envolvido por uma nuvem de elétrons 
carregados negativamente que neutralizam a carga positiva do núcleo. 
 Os elétrons giram em camadas de órbitas concêntricas ao redor do núcleo designadas pelas letras 
K,L,M,N,O,P,Q. A quantidade máxima de elétrons que pode haver em cada camada é: K=2, L=8, M=18, N=32, 
O=32, P=18, Q=8. 
 
 ex: 1º) Alumínio - Possui 13 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=3. 
 2º) Germânio - Possui 32 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=18,N=4. 
 3º) Oxigênio - Possui 8 elétrons assim distribuídos: K=2, L=6. 
 
 A última camada de elétrons que o átomo apresenta chama-se "camada de valência", assim o alumínio 
possui 3 elétrons na camada de valência, o germânio 4 e o oxigênio 6. 
 O número máximo de elétrons que o átomo pode apresentar na camada de valência é 8, qualquer que seja 
a última camada, exceto quando o átomo possui apenas a camada K, quando o número máximo de elétrons da 
camada de valência passa a ser 2. 
 Os átomos sempre procuram atingir esta condição de 8 elétrons (ou 2 elétrons) na última camada, pois esta 
é a sua condição estável. Para isto eles doam, recebem ou compartilham os elétrons da camada de valência. 
Destas transações de elétrons surgem forças de atrações capazes de unir os átomos formando as moléculas ou 
os cristais, são as ligações químicas. 
 As ligações químicas podem ser de dois tipos: 
 
 1º) Ligações iônicas: as ligações iônicas se caracterizam pela perda e ganho de elétrons, ou seja, há 
transferência de elétrons de um átomo para outro. As ligações iônicas resultam na formação de cristais. 
 
 
 
 
 
 O sódio doou 1 elétron, ficando com 8 elétrons na camada de valência (camada L). O cloro recebeu 1 
elétron, ele tinha 7 elétrons e ficou com 8 elétrons na camada de valência (camada M). Desta forma os dois 
átomos atingiram sua condição estável. 
 
 2º) Ligações covalentes: nas ligações covalentes os átomos se ligam entre si por meio de um par de 
elétrons, que ficam participando simultaneamente dos dois átomos. As ligações covalentes resultam na formação 
de moléculas ou de cristais. 
 
 
 
 
 
 
 ex: Na figura 1.2 foram mostrados dois átomos de hidrogênio isolados. Para formar uma molécula de 
hidrogênio (H2), estes dois átomos se ligaram entre si por meio de dois elétrons (um de cada átomo) que agora 
não mais pertencem a um ou outro átomo isolado, mas pertencem aos dois átomos (ver figura 1.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
K L M N O P Q 
figura 1.1 
Dois átomos 
isolados de 
hidrogênio 
figura 1.2 
figura 1.3 
Representação da ligação covalente:H H ou H - H 
 
 
 ex: Na + Cl = [Na+ ] [Cl - ] = NaCl 
 cátion ânion 
 
 K = 2 K = 2 
Na L = 8 Cl L = 8 
 M = 1 M = 7 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 2 
UNIDADE I - SEMICONDUTORES 
 
1.1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SEMICONDUTORES: 
 
1.1.A - ESTRUTURA DO ÁTOMO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O átomo é um sistema formado por um núcleo central (parte pintada da figura 1.1) onde se encontram os 
nêutrons e os prótons, núcleo este carregado positivamente. O núcleo é envolvido por uma nuvem de elétrons 
carregados negativamente que neutralizam a carga positiva do núcleo. 
 Os elétrons giram em camadas de órbitas concêntricas ao redor do núcleo designadas pelas letras 
K,L,M,N,O,P,Q. A quantidade máxima de elétrons que pode haver em cada camada é: K=2, L=8, M=18, N=32, 
O=32, P=18, Q=8. 
 
 ex: 1º) Alumínio - Possui 13 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=3. 
 2º) Germânio - Possui 32 elétrons assim distribuídos: K=2, L=8, M=18,N=4. 
 3º) Oxigênio - Possui 8 elétrons assim distribuídos: K=2, L=6. 
 
 A última camada de elétrons que o átomo apresenta chama-se "camada de valência", assim o alumínio 
possui 3 elétrons na camada de valência, o germânio 4 e o oxigênio 6. 
 O número máximo de elétrons que o átomo pode apresentar na camada de valência é 8, qualquer que seja 
a última camada, exceto quando o átomo possui apenas a camada K, quando o número máximo de elétrons da 
camada de valência passa a ser 2. 
 Os átomos sempre procuram atingir esta condição de 8 elétrons (ou 2 elétrons) na última camada, pois esta 
é a sua condição estável. Para isto eles doam, recebem ou compartilham os elétrons da camada de valência. 
Destas transações de elétrons surgem forças de atrações capazes de unir os átomos formando as moléculas ou 
os cristais, são as ligações químicas. 
 As ligações químicas podem ser de dois tipos: 
 
 1º) Ligações iônicas: as ligações iônicas se caracterizam pela perda e ganho de elétrons, ou seja, há 
transferência de elétrons de um átomo para outro. As ligações iônicas resultam na formação de cristais. 
 
 
 
 
 
 O sódio doou 1 elétron, ficando com 8 elétrons na camada de valência (camada L). O cloro recebeu 1 
elétron, ele tinha 7 elétrons e ficou com 8 elétrons na camada de valência (camada M). Desta forma os dois 
átomos atingiram sua condição estável. 
 
 2º) Ligações covalentes: nas ligações covalentes os átomos se ligam entre si por meio de um par de 
elétrons, que ficam participando simultaneamente dos dois átomos. As ligações covalentes resultam na formação 
de moléculas ou de cristais. 
 
 
 
 
 
 
 ex: Na figura 1.2 foram mostrados dois átomos de hidrogênio isolados. Para formar uma molécula de 
hidrogênio (H2), estes dois átomos se ligaram entre si por meio de dois elétrons (um de cada átomo) que agora 
não mais pertencem a um ou outro átomo isolado, mas pertencem aos dois átomos (ver figura 1.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
K L M N O P Q 
figura 1.1 
Dois átomos 
isolados de 
hidrogênio 
figura 1.2 
figura 1.3 
Representação da ligação covalente:H H ou H - H 
 
 
 ex: Na + Cl = [Na+ ] [Cl - ] = NaCl 
 cátion ânion 
 
 K = 2 K = 2 
Na L = 8 Cl L = 8 
 M = 1 M = 7 
Representação da ligação covalente: H . . H ou H - H
“Na ligação covalente há um compartilhamento de elétrons”
1.1.B - ELEMENTOS CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES: 
1º) Condutores: o que caracteriza o material como um bom condutor é o fato de os elétrons de 
valência estarem fracamente ligados ao átomo, encontrando grande facilidade para abandonar 
seus átomos e se movimentarem livremente no interior dos materiais. O cobre, por exemplo, 
com somente um elétron na camada de valência tem facilidade de cedê-lo para ganhar 
estabilidade. O elétron cedido torna-se um elétron livre.
Os condutores são elementos que possuem elétrons livres em grandes quantidades e que sob a 
ação de uma diferença de potencial passam a se locomover no interior do material. Quanto 
maior for o número de elétrons livres presentes no material, maior será o fluxo de corrente pelo 
mesmo quando submetido a uma diferença de potencial, consequentemente, maior será sua 
condutividade.
Exemplos de materiais condutores: ouro, prata, cobre, alumínio, etc. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 3 
1.1.B - ELEMENTOS CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES: 
 
 1º) Condutores: são elementosque possuem elétrons livres em grandes quantidades. Estes elétrons livres 
são os elétrons fracamente ligados ao núcleo e que sob a ação de uma diferença de potencial passam a se 
locomover no interior do material. Quanto maior for o número de elétrons livres presentes no material, maior será o 
fluxo de corrente pelo mesmo quando submetido à uma diferença de potencial, consequentemente, maior será sua 
condutividade (ver figura 1.4). 
 Exemplos de materiais condutores: ouro, prata, cobre, alumínio, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2º) Isolantes: são elementos que possuem os elétrons fortemente presos em suas ligações, e, mesmo quando 
aquecidos, desprendem uma quantidade muito pequena de elétrons. Como os materiais isolantes possuem uma 
quantidade muito pequena de elétrons livres, conclui-se que sua condutividade é baixa. 
 Exemplos de materiais isolantes: borracha, mica, porcelana, ar, etc. 
 
 3º) Semicondutores: são elementos cuja condutividade situa-se entre a dos condutores e a dos isolantes. Os 
principais materiais semicondutores utilizados atualmente são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), que, em estado 
puro encontram-se sob a forma cristalina. 
 
1.1.C - ESTRUTURA DO GERMÂNIO E DO SILÍCIO: 
 
 A estrutura cristalina do Ge e do Si consiste em uma repetição regular em 3 dimensões de uma célula 
unitária cuja forma é a de um tetraedro com um átomo em cada vértice. Esta estrutura está simbolicamente 
representada em duas dimensões na figura 1.5. Os átomos de Ge e de Si são tetravalentes, isto é, possuem 4 
elétrons na camada de valência. Cada átomo encontra-se ligado com um átomo vizinho por meio de uma ligação 
covalente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1.D - FORMAÇÃO DE LACUNAS: 
 
 Em temperaturas muito baixas (zero graus Kelvin, por exemplo), a estrutura cristalina do Ge e do Si é 
semelhante à estrutura ideal mostrada na figura 1.5 e o cristal comporta-se como isolante, pois não possui 
portadores livres de eletricidade (elétrons livres). Porém, em temperatura ambiente, algumas das ligações 
covalentes são quebradas devido à energia térmica fornecida ao cristal, ocorrendo a liberação do elétron. 
 Chamamos de lacuna à ausência de elétron na ligação covalente. Na figura 1.6 as lacunas foram 
representadas por um pequeno círculo. As lacunas representam portadores de carga elétrica positiva. 
 Sem tensão aplicada ao cristal semicondutor o elétron livre e a lacuna deslocar-se-ão de forma aleatória no 
retículo cristalino. Se num dado momento um elétron livre for capturado por uma lacuna tanto o elétron quanto a 
lacuna desaparecem. A este processo dá-se o nome de "recombinação". Da mesma forma que precisamos fornecer 
energia (luminosa, térmica, etc.) para que o elétron se liberte da ligação covalente, quando ocorre a recombinação, o 
elétron devolve esta energia na forma de calor, no caso do silício ou do germânio, ou na forma de luz como no caso 
do fosfeto de arsenieto de gálio (utilizado na fabricação dos LED's = diodos emissores de luz). 
 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si Si 
 elétron 
livre 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.6 
lacuna 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si 
ligações 
covalentes 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.5 
Si 
- + 
VCC 
I 
figura 1.4 
2º) Isolantes: são elementos que possuem os elétrons de valência fortemente presos em suas 
ligações, e, mesmo quando aquecidos, desprendem uma quantidade muito pequena de elétrons. 
Como os materiais isolantes possuem uma quantidade muito pequena de elétrons livres, conclui-
se que sua condutividade é baixa. 
Exemplos de materiais isolantes: borracha, mica, porcelana, ar, etc. 
3º) Semicondutores: são elementos cuja condutividade situa-se entre a dos condutores e a dos 
isolantes. Os principais materiais semicondutores utilizados atualmente são o Germânio (Ge) e o 
Silício (Si), que, em estado puro encontram-se sob a forma cristalina. 
1.1.C - ESTRUTURA DO GERMÂNIO E DO SILÍCIO: 
Os átomos de Ge e de Si são tetravalentes, isto é, possuem 4 elétrons na camada de valência. 
Na estrutura, cada átomo encontra-se ligado com um átomo vizinho por meio de uma ligação 
covalente, consistindo em uma numa repetição regular em 3 dimensões de uma célula unitária 
cuja forma é a de um tetraedro com um átomo em cada vértice. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 3 
1.1.B - ELEMENTOS CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES: 
 
 1º) Condutores: são elementos que possuem elétrons livres em grandes quantidades. Estes elétrons livres 
são os elétrons fracamente ligados ao núcleo e que sob a ação de uma diferença de potencial passam a se 
locomover no interior do material. Quanto maior for o número de elétrons livres presentes no material, maior será o 
fluxo de corrente pelo mesmo quando submetido à uma diferença de potencial, consequentemente, maior será sua 
condutividade (ver figura 1.4). 
 Exemplos de materiais condutores: ouro, prata, cobre, alumínio, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2º) Isolantes: são elementos que possuem os elétrons fortemente presos em suas ligações, e, mesmo quando 
aquecidos, desprendem uma quantidade muito pequena de elétrons. Como os materiais isolantes possuem uma 
quantidade muito pequena de elétrons livres, conclui-se que sua condutividade é baixa. 
 Exemplos de materiais isolantes: borracha, mica, porcelana, ar, etc. 
 
 3º) Semicondutores: são elementos cuja condutividade situa-se entre a dos condutores e a dos isolantes. Os 
principais materiais semicondutores utilizados atualmente são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), que, em estado 
puro encontram-se sob a forma cristalina. 
 
1.1.C - ESTRUTURA DO GERMÂNIO E DO SILÍCIO: 
 
 A estrutura cristalina do Ge e do Si consiste em uma repetição regular em 3 dimensões de uma célula 
unitária cuja forma é a de um tetraedro com um átomo em cada vértice. Esta estrutura está simbolicamente 
representada em duas dimensões na figura 1.5. Os átomos de Ge e de Si são tetravalentes, isto é, possuem 4 
elétrons na camada de valência. Cada átomo encontra-se ligado com um átomo vizinho por meio de uma ligação 
covalente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1.D - FORMAÇÃO DE LACUNAS: 
 
 Em temperaturas muito baixas (zero graus Kelvin, por exemplo), a estrutura cristalina do Ge e do Si é 
semelhante à estrutura ideal mostrada na figura 1.5 e o cristal comporta-se como isolante, pois não possui 
portadores livres de eletricidade (elétrons livres). Porém, em temperatura ambiente, algumas das ligações 
covalentes são quebradas devido à energia térmica fornecida ao cristal, ocorrendo a liberação do elétron. 
 Chamamos de lacuna à ausência de elétron na ligação covalente. Na figura 1.6 as lacunas foram 
representadas por um pequeno círculo. As lacunas representam portadores de carga elétrica positiva. 
 Sem tensão aplicada ao cristal semicondutor o elétron livre e a lacuna deslocar-se-ão de forma aleatória no 
retículo cristalino. Se num dado momento um elétron livre for capturado por uma lacuna tanto o elétron quanto a 
lacuna desaparecem. A este processo dá-se o nome de "recombinação". Da mesma forma que precisamos fornecer 
energia (luminosa, térmica, etc.) para que o elétron se liberte da ligação covalente, quando ocorre a recombinação, o 
elétron devolve esta energia na forma de calor, no caso do silício ou do germânio, ou na forma de luz como no caso 
do fosfeto de arsenieto de gálio (utilizado na fabricação dos LED's = diodos emissores de luz). 
 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si Si 
 elétron 
livre 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.6 
lacuna 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si 
ligações 
covalentes 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.5 
Si 
- + 
VCC 
I 
figura 1.4 
Observação: nesta figura, considera-se que o 
material está em uma temperatura muito 
baixa (zero graus Kelvin, por exemplo). 
Nessa situação, o material (cristal) comporta-
se como isolante, pois não possui portadores 
livres de eletricidade (elétrons livres). 
1.1.D- FORMAÇÃO DE LACUNAS: 
A figura abaixo, considera que o cristal está na temperatura ambiente. Neste caso, algumas das 
ligações covalentes são quebradas devido à energia térmica fornecida ao cristal, ocorrendo a 
liberação do elétron. 
Chamamos de lacuna à ausência de elétron na ligação covalente. As lacunas são representadas 
por um pequeno círculo e representam portadores de carga elétrica positiva. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 3 
1.1.B - ELEMENTOS CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES: 
 
 1º) Condutores: são elementos que possuem elétrons livres em grandes quantidades. Estes elétrons livres 
são os elétrons fracamente ligados ao núcleo e que sob a ação de uma diferença de potencial passam a se 
locomover no interior do material. Quanto maior for o número de elétrons livres presentes no material, maior será o 
fluxo de corrente pelo mesmo quando submetido à uma diferença de potencial, consequentemente, maior será sua 
condutividade (ver figura 1.4). 
 Exemplos de materiais condutores: ouro, prata, cobre, alumínio, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2º) Isolantes: são elementos que possuem os elétrons fortemente presos em suas ligações, e, mesmo quando 
aquecidos, desprendem uma quantidade muito pequena de elétrons. Como os materiais isolantes possuem uma 
quantidade muito pequena de elétrons livres, conclui-se que sua condutividade é baixa. 
 Exemplos de materiais isolantes: borracha, mica, porcelana, ar, etc. 
 
 3º) Semicondutores: são elementos cuja condutividade situa-se entre a dos condutores e a dos isolantes. Os 
principais materiais semicondutores utilizados atualmente são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), que, em estado 
puro encontram-se sob a forma cristalina. 
 
1.1.C - ESTRUTURA DO GERMÂNIO E DO SILÍCIO: 
 
 A estrutura cristalina do Ge e do Si consiste em uma repetição regular em 3 dimensões de uma célula 
unitária cuja forma é a de um tetraedro com um átomo em cada vértice. Esta estrutura está simbolicamente 
representada em duas dimensões na figura 1.5. Os átomos de Ge e de Si são tetravalentes, isto é, possuem 4 
elétrons na camada de valência. Cada átomo encontra-se ligado com um átomo vizinho por meio de uma ligação 
covalente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1.D - FORMAÇÃO DE LACUNAS: 
 
 Em temperaturas muito baixas (zero graus Kelvin, por exemplo), a estrutura cristalina do Ge e do Si é 
semelhante à estrutura ideal mostrada na figura 1.5 e o cristal comporta-se como isolante, pois não possui 
portadores livres de eletricidade (elétrons livres). Porém, em temperatura ambiente, algumas das ligações 
covalentes são quebradas devido à energia térmica fornecida ao cristal, ocorrendo a liberação do elétron. 
 Chamamos de lacuna à ausência de elétron na ligação covalente. Na figura 1.6 as lacunas foram 
representadas por um pequeno círculo. As lacunas representam portadores de carga elétrica positiva. 
 Sem tensão aplicada ao cristal semicondutor o elétron livre e a lacuna deslocar-se-ão de forma aleatória no 
retículo cristalino. Se num dado momento um elétron livre for capturado por uma lacuna tanto o elétron quanto a 
lacuna desaparecem. A este processo dá-se o nome de "recombinação". Da mesma forma que precisamos fornecer 
energia (luminosa, térmica, etc.) para que o elétron se liberte da ligação covalente, quando ocorre a recombinação, o 
elétron devolve esta energia na forma de calor, no caso do silício ou do germânio, ou na forma de luz como no caso 
do fosfeto de arsenieto de gálio (utilizado na fabricação dos LED's = diodos emissores de luz). 
 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si Si 
 elétron 
livre 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.6 
lacuna 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si 
ligações 
covalentes 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.5 
Si 
- + 
VCC 
I 
figura 1.4 
Sem tensão aplicada ao cristal semicondutor o elétron livre e a lacuna deslocar-se-ão de forma 
aleatória no retículo cristalino. Se num dado momento um elétron livre for capturado por uma 
lacuna tanto o elétron quanto a lacuna desaparecem. A este processo dá-se o nome de 
"recombinação". 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 3 
1.1.B - ELEMENTOS CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES: 
 
 1º) Condutores: são elementos que possuem elétrons livres em grandes quantidades. Estes elétrons livres 
são os elétrons fracamente ligados ao núcleo e que sob a ação de uma diferença de potencial passam a se 
locomover no interior do material. Quanto maior for o número de elétrons livres presentes no material, maior será o 
fluxo de corrente pelo mesmo quando submetido à uma diferença de potencial, consequentemente, maior será sua 
condutividade (ver figura 1.4). 
 Exemplos de materiais condutores: ouro, prata, cobre, alumínio, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2º) Isolantes: são elementos que possuem os elétrons fortemente presos em suas ligações, e, mesmo quando 
aquecidos, desprendem uma quantidade muito pequena de elétrons. Como os materiais isolantes possuem uma 
quantidade muito pequena de elétrons livres, conclui-se que sua condutividade é baixa. 
 Exemplos de materiais isolantes: borracha, mica, porcelana, ar, etc. 
 
 3º) Semicondutores: são elementos cuja condutividade situa-se entre a dos condutores e a dos isolantes. Os 
principais materiais semicondutores utilizados atualmente são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), que, em estado 
puro encontram-se sob a forma cristalina. 
 
1.1.C - ESTRUTURA DO GERMÂNIO E DO SILÍCIO: 
 
 A estrutura cristalina do Ge e do Si consiste em uma repetição regular em 3 dimensões de uma célula 
unitária cuja forma é a de um tetraedro com um átomo em cada vértice. Esta estrutura está simbolicamente 
representada em duas dimensões na figura 1.5. Os átomos de Ge e de Si são tetravalentes, isto é, possuem 4 
elétrons na camada de valência. Cada átomo encontra-se ligado com um átomo vizinho por meio de uma ligação 
covalente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1.D - FORMAÇÃO DE LACUNAS: 
 
 Em temperaturas muito baixas (zero graus Kelvin, por exemplo), a estrutura cristalina do Ge e do Si é 
semelhante à estrutura ideal mostrada na figura 1.5 e o cristal comporta-se como isolante, pois não possui 
portadores livres de eletricidade (elétrons livres). Porém, em temperatura ambiente, algumas das ligações 
covalentes são quebradas devido à energia térmica fornecida ao cristal, ocorrendo a liberação do elétron. 
 Chamamos de lacuna à ausência de elétron na ligação covalente. Na figura 1.6 as lacunas foram 
representadas por um pequeno círculo. As lacunas representam portadores de carga elétrica positiva. 
 Sem tensão aplicada ao cristal semicondutor o elétron livre e a lacuna deslocar-se-ão de forma aleatória no 
retículo cristalino. Se num dado momento um elétron livre for capturado por uma lacuna tanto o elétron quanto a 
lacuna desaparecem. A este processo dá-se o nome de "recombinação". Da mesma forma que precisamos fornecer 
energia (luminosa, térmica, etc.) para que o elétron se liberte da ligação covalente, quando ocorre a recombinação, o 
elétron devolve esta energia na forma de calor, no caso do silício ou do germânio, ou na forma de luz como no caso 
do fosfeto de arsenieto de gálio (utilizado na fabricação dos LED's = diodos emissores de luz). 
 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si Si 
 elétron 
livre 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.6 
lacuna 
Si Si Si 
Si Si Si 
Si Si 
ligações 
covalentes 
núcleo do 
átomo de Si 
figura 1.5 
Si 
- + 
VCC 
I 
figura 1.4 
Da mesma forma que precisamos fornecer energia (luminosa, térmica, etc.) para que o elétron 
se liberte da ligação covalente, quando ocorre a recombinação, o elétron devolve esta energia 
na forma de calor, no caso do silício ou do germânio, ou na forma de luz como no caso do 
fosfeto de arsenieto de gálio (utilizado na fabricação dos LED's = diodos emissoresde luz). 
1.1.E - MECANISMO DE CONDUÇÃO DE ELÉTRONS E LACUNAS: 
• Notamos nesta ilustração que a lacuna caminhou em direção ao pólo negativo da bateria, 
enquanto que os elétrons caminharam em direção ao pólo positivo. 
• No material semicondutor temos duas correntes, uma de portadores de carga positiva 
(lacunas) em direção ao polo negativo da bateria e uma de portadores de carga negativa 
(elétrons livres) em direção ao polo positivo da bateria. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 4 
Si Si Si 
Si P Si 
Si Si Si 
 elétron 
livre figura 1.8 
1.1.E - MECANISMO DE CONDUÇÃO DE ELÉTRONS E LACUNAS: 
 figura 1.7a figura 1.7b figura 1.7c 
 
 Considere na figura 1.7a que um elétron do primeiro átomo adquiriu energia suficiente para se libertar da 
ligação covalente na qual estava preso e foi atraído pelo pólo positivo da bateria, deixando neste átomo uma 
ligação covalente incompleta, ou seja, uma lacuna. 
 A existência de uma lacuna no primeiro átomo permite que um elétron do segundo átomo se desloque de sua 
ligação covalente para preencher a lacuna do primeiro átomo. Agora a ligação covalente incompleta, ou seja, a lacuna 
passou do primeiro para o segundo átomo. O elétron que se deslocou do primeiro para o segundo átomo não é um 
elétron livre, ou seja, não pode se deslocar livremente dentro do retículo cristalino. 
 O mesmo ocorre com o elétron do terceiro átomo. 
 Notamos nesta ilustração que a lacuna caminhou em direção ao pólo negativo da bateria, enquanto que os 
elétrons caminharam em direção ao pólo positivo. 
 No material semicondutor temos duas correntes, uma de portadores de carga positiva (lacunas) em direção ao 
polo negativo da bateria e uma de portadores de carga negativa (elétrons livres) em direção ao polo positivo da bateria. 
 
 
1.2 - DOPAGEM DOS SEMICONDUTORES 
 
 Se ao silício ou germânio intrínseco (puro), for adicionada uma pequena quantidade de átomos trivalentes ou 
pentavalentes (átomos que possuem 3 ou 5 elétrons na camada de valência), teremos um semicondutor dopado, 
impuro ou extrínseco. 
 
 
1.2.1 - SEMICONDUTORES TIPO N: 
 
 Se o material dopante possuir cinco elétrons de valência (átomo pentavalente), os átomos de impureza deslocarão 
alguns dos átomos de silício da rede cristalina. Quatro dos cinco elétrons de valência do dopante ocuparão ligações 
covalentes e o quinto ficará não ligado, será um elétron livre (ver figura 1.8). Portanto, cada átomo dopante contribui com 
um elétron livre para o cristal, o que resulta em um semicondutor com grande quantidade de elétrons livres (portadores 
negativos de carga elétrica) sendo por este motivo chamados de "semicondutores tipo N". 
 As impurezas pentavalentes utilizadas são: antimônio, fósforo e arsênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Obs: Na figura 1.8, apesar de haver um elétron não ligado, a carga elétrica resultante dos átomos de silício 
e fósforo ainda é igual à zero, pois o nº de prótons dos átomos continua igual ao nº de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1o 2o 3o 
_ + 
VCC 
1o 2o 3o 
_ + 
VCC 
1o 2o 3o 
_ + 
VCC 
lacunas 
elétrons 
1.2 - DOPAGEM DOS SEMICONDUTORES 
Se ao silício ou germânio intrínseco (puro), for adicionada uma pequena quantidade de 
átomos trivalentes ou pentavalentes (átomos que possuem 3 ou 5 elétrons na camada de 
valência), teremos um semicondutor dopado, impuro ou extrínseco. 
1.2.1 - SEMICONDUTORES TIPO N: 
Se o material dopante possuir cinco elétrons de valência (átomo pentavalente), os átomos de 
impureza deslocarão alguns dos átomos de silício da rede cristalina. Quatro dos cinco elétrons 
de valência do dopante ocuparão ligações covalentes e o quinto ficará não ligado, será um 
elétron livre. Portanto, cada átomo dopante contribui com um elétron livre para o cristal, o que 
resulta em um semicondutor com grande quantidade de elétrons livres (portadores negativos de 
carga elétrica) sendo por este motivo chamados de "semicondutores tipo N". 
As impurezas pentavalentes utilizadas são: antimônio, fósforo e arsênio. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 4 
Si Si Si 
Si P Si 
Si Si Si 
 elétron 
livre figura 1.8 
1.1.E - MECANISMO DE CONDUÇÃO DE ELÉTRONS E LACUNAS: 
 figura 1.7a figura 1.7b figura 1.7c 
 
 Considere na figura 1.7a que um elétron do primeiro átomo adquiriu energia suficiente para se libertar da 
ligação covalente na qual estava preso e foi atraído pelo pólo positivo da bateria, deixando neste átomo uma 
ligação covalente incompleta, ou seja, uma lacuna. 
 A existência de uma lacuna no primeiro átomo permite que um elétron do segundo átomo se desloque de sua 
ligação covalente para preencher a lacuna do primeiro átomo. Agora a ligação covalente incompleta, ou seja, a lacuna 
passou do primeiro para o segundo átomo. O elétron que se deslocou do primeiro para o segundo átomo não é um 
elétron livre, ou seja, não pode se deslocar livremente dentro do retículo cristalino. 
 O mesmo ocorre com o elétron do terceiro átomo. 
 Notamos nesta ilustração que a lacuna caminhou em direção ao pólo negativo da bateria, enquanto que os 
elétrons caminharam em direção ao pólo positivo. 
 No material semicondutor temos duas correntes, uma de portadores de carga positiva (lacunas) em direção ao 
polo negativo da bateria e uma de portadores de carga negativa (elétrons livres) em direção ao polo positivo da bateria. 
 
 
1.2 - DOPAGEM DOS SEMICONDUTORES 
 
 Se ao silício ou germânio intrínseco (puro), for adicionada uma pequena quantidade de átomos trivalentes ou 
pentavalentes (átomos que possuem 3 ou 5 elétrons na camada de valência), teremos um semicondutor dopado, 
impuro ou extrínseco. 
 
 
1.2.1 - SEMICONDUTORES TIPO N: 
 
 Se o material dopante possuir cinco elétrons de valência (átomo pentavalente), os átomos de impureza deslocarão 
alguns dos átomos de silício da rede cristalina. Quatro dos cinco elétrons de valência do dopante ocuparão ligações 
covalentes e o quinto ficará não ligado, será um elétron livre (ver figura 1.8). Portanto, cada átomo dopante contribui com 
um elétron livre para o cristal, o que resulta em um semicondutor com grande quantidade de elétrons livres (portadores 
negativos de carga elétrica) sendo por este motivo chamados de "semicondutores tipo N". 
 As impurezas pentavalentes utilizadas são: antimônio, fósforo e arsênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Obs: Na figura 1.8, apesar de haver um elétron não ligado, a carga elétrica resultante dos átomos de silício 
e fósforo ainda é igual à zero, pois o nº de prótons dos átomos continua igual ao nº de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1o 2o 3o 
_ + 
VCC 
1o 2o 3o 
_ + 
VCC 
1o 2o 3o 
_ + 
VCC 
lacunas 
elétrons 
Obs: apesar de haver um elétron 
não ligado, a carga elétrica 
resultante dos átomos de silício e 
fósforo ainda é igual à zero, pois 
o número de prótons dos átomos 
continua igual ao número de 
elétrons. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 5 
Si Si Si 
Si In Si 
Si Si Si 
lacuna 
 Na figura 1.9 mostramos o fluxo de corrente no material tipo N: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.9 
 
 
 Nos elementos tipo N, os elétrons serão denominados portadores majoritários de carga, existindo também nesses 
elementos os portadores minoritários que são as lacunas geradas principalmente pela energia térmica. 
 
 
1.2.2 - SEMICONDUTORES TIPO P: 
 
 Se o material dopante possuir três elétrons de valência (átomo trivalente), os átomos de impureza 
deslocarão alguns dos átomos de silício da rede cristalina. Somente três das quatroligações covalentes podem ser 
preenchidas, e, a ausência de elétron na quarta ligação representa uma lacuna (ver figura 1.10). Portanto, cada 
átomo dopante trivalente contribui com uma lacuna para o cristal, o que resulta em um semicondutor com grande 
quantidade de lacunas (portadores positivos de carga elétrica) sendo por este motivo chamados de 
"semicondutores tipo P". 
 As impurezas trivalentes utilizadas são: boro, gálio ou índio. 
 
 Obs: na figura 1.10, apesar de haver uma ligação covalente incompleta (com falta de elétron), a 
carga elétrica resultante dos átomos de silício e de índio ainda é igual à zero, pois o nº de prótons dos 
átomos continua igual ao nº de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Na figura 1.11 mostramos o fluxo de corrente no material tipo P: 
 
figura 1.11 
 
 
 Nos elementos tipo P, as lacunas serão denominadas portadores majoritários de carga, existindo, também 
nesses elementos os portadores minoritários de carga que são os elétrons gerados termicamente. 
 
 
 
 
figura 1.10 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ I 
_ + 
VCC 
Sentido convencional de 
corrente elétrica 
Sentido eletrônico de 
corrente elétrica 
+
+ 
Átomo de impureza 
pentavalente (doadora 
de elétrons) 
Elétron livre 
Sentido convencional de 
corrente elétrica 
Sentido eletrônico de 
corrente elétrica 
_
+ 
Átomo de impureza 
trivalente (aceitadora de 
elétrons) 
Lacuna 
_
+ 
_ I 
_ + 
VCC 
_
+ 
_ 
_
+ 
_ 
_
+ 
_ 
1.2.2 - SEMICONDUTORES TIPO P: 
Se o material dopante possuir três elétrons de valência (átomo trivalente), os átomos de impureza 
deslocarão alguns dos átomos de silício da rede cristalina. Somente três das quatro ligações 
covalentes podem ser preenchidas, e, a ausência de elétron na quarta ligação representa uma 
lacuna. Portanto, cada átomo dopante trivalente contribui com uma lacuna para o cristal, o que 
resulta em um semicondutor com grande quantidade de lacunas (portadores positivos de carga 
elétrica) sendo por este motivo chamados de "semicondutores tipo P". 
As impurezas trivalentes utilizadas são: boro, gálio ou índio. 
Obs: na figura 1.10, apesar de haver 
uma ligação covalente incompleta 
(com falta de elétron), a carga 
elétrica resultante dos átomos de 
silício e de índio ainda é igual à zero, 
pois o número de prótons dos átomos 
continua igual ao número de elétrons. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 5 
Si Si Si 
Si In Si 
Si Si Si 
lacuna 
 Na figura 1.9 mostramos o fluxo de corrente no material tipo N: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.9 
 
 
 Nos elementos tipo N, os elétrons serão denominados portadores majoritários de carga, existindo também nesses 
elementos os portadores minoritários que são as lacunas geradas principalmente pela energia térmica. 
 
 
1.2.2 - SEMICONDUTORES TIPO P: 
 
 Se o material dopante possuir três elétrons de valência (átomo trivalente), os átomos de impureza 
deslocarão alguns dos átomos de silício da rede cristalina. Somente três das quatro ligações covalentes podem ser 
preenchidas, e, a ausência de elétron na quarta ligação representa uma lacuna (ver figura 1.10). Portanto, cada 
átomo dopante trivalente contribui com uma lacuna para o cristal, o que resulta em um semicondutor com grande 
quantidade de lacunas (portadores positivos de carga elétrica) sendo por este motivo chamados de 
"semicondutores tipo P". 
 As impurezas trivalentes utilizadas são: boro, gálio ou índio. 
 
 Obs: na figura 1.10, apesar de haver uma ligação covalente incompleta (com falta de elétron), a 
carga elétrica resultante dos átomos de silício e de índio ainda é igual à zero, pois o nº de prótons dos 
átomos continua igual ao nº de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Na figura 1.11 mostramos o fluxo de corrente no material tipo P: 
 
figura 1.11 
 
 
 Nos elementos tipo P, as lacunas serão denominadas portadores majoritários de carga, existindo, também 
nesses elementos os portadores minoritários de carga que são os elétrons gerados termicamente. 
 
 
 
 
figura 1.10 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ I 
_ + 
VCC 
Sentido convencional de 
corrente elétrica 
Sentido eletrônico de 
corrente elétrica 
+
+ 
Átomo de impureza 
pentavalente (doadora 
de elétrons) 
Elétron livre 
Sentido convencional de 
corrente elétrica 
Sentido eletrônico de 
corrente elétrica 
_
+ 
Átomo de impureza 
trivalente (aceitadora de 
elétrons) 
Lacuna 
_
+ 
_ I 
_ + 
VCC 
_
+ 
_ 
_
+ 
_ 
_
+ 
_ 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 5 
Si Si Si 
Si In Si 
Si Si Si 
lacuna 
 Na figura 1.9 mostramos o fluxo de corrente no material tipo N: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.9 
 
 
 Nos elementos tipo N, os elétrons serão denominados portadores majoritários de carga, existindo também nesses 
elementos os portadores minoritários que são as lacunas geradas principalmente pela energia térmica. 
 
 
1.2.2 - SEMICONDUTORES TIPO P: 
 
 Se o material dopante possuir três elétrons de valência (átomo trivalente), os átomos de impureza 
deslocarão alguns dos átomos de silício da rede cristalina. Somente três das quatro ligações covalentes podem ser 
preenchidas, e, a ausência de elétron na quarta ligação representa uma lacuna (ver figura 1.10). Portanto, cada 
átomo dopante trivalente contribui com uma lacuna para o cristal, o que resulta em um semicondutor com grande 
quantidade de lacunas (portadores positivos de carga elétrica) sendo por este motivo chamados de 
"semicondutores tipo P". 
 As impurezas trivalentes utilizadas são: boro, gálio ou índio. 
 
 Obs: na figura 1.10, apesar de haver uma ligação covalente incompleta (com falta de elétron), a 
carga elétrica resultante dos átomos de silício e de índio ainda é igual à zero, pois o nº de prótons dos 
átomos continua igual ao nº de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Na figura 1.11 mostramos o fluxo de corrente no material tipo P: 
 
figura 1.11 
 
 
 Nos elementos tipo P, as lacunas serão denominadas portadores majoritários de carga, existindo, também 
nesses elementos os portadores minoritários de carga que são os elétrons gerados termicamente. 
 
 
 
 
figura 1.10 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+ I 
_ + 
VCC 
Sentido convencional de 
corrente elétrica 
Sentido eletrônico de 
corrente elétrica 
+
+ 
Átomo de impureza 
pentavalente (doadora 
de elétrons) 
Elétron livre 
Sentido convencional de 
corrente elétrica 
Sentido eletrônico de 
corrente elétrica 
_
+ 
Átomo de impureza 
trivalente (aceitadora de 
elétrons) 
Lacuna 
_
+ 
_ I 
_ + 
VCC 
_
+ 
_ 
_
+ 
_ 
_
+ 
_ 
1.3 - JUNÇÃO PN 
1.3.1 - Corrente forçada e de difusão: 
O fluxo de carga ou corrente elétrica, através de um material semicondutor é normalmente 
classificado em dois tipos: forçada e de difusão. 
Ø A corrente forçada se relaciona diretamente ao mecanismo que ocorre no fluxo de carga em 
um condutor. Quando uma tensão é aplicada nos extremos do material, os elétrons são 
naturalmente drenados para a extremidade positiva do material. 
Ø A corrente de difusão pode ser entendida como o deslocamento de cargas de regiões de 
elevada concentração para regiões de baixa concentração. É como um gás que se encontra 
concentrado num pequeno recipiente, ao ser liberado, ocupará por completo um recipiente 
maior, partindo portanto de uma região de alta concentração (o recipiente menor) para uma 
região de baixa concentração (recipiente maior). 
 Para haver corrente de difusão, não há necessidade de haver tensão externa aplicada. 
1.3.2 - Junção PN sem aplicação de energia externa (sem tensão externa) 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 6 
1.3 - JUNÇÃO PN 
 
 
1.3.1 - Corrente forçada e de difusão:O fluxo de carga ou corrente elétrica, através de um material semicondutor é normalmente classificado em 
dois tipos: forçada e de difusão. 
 A corrente forçada se relaciona diretamente ao mecanismo que ocorre no fluxo de carga em um condutor. 
Quando uma tensão é aplicada nos extremos do material, os elétrons são naturalmente drenados para a 
extremidade positiva do material. 
 A corrente de difusão pode ser entendida como o deslocamento de cargas de regiões de elevada 
concentração para regiões de baixa concentração. É como um gás que se encontra concentrado num pequeno 
recipiente, ao ser liberado, ocupará por completo um recipiente maior, partindo portanto de uma região de alta 
concentração (o recipiente menor) para uma região de baixa concentração (recipiente maior). 
 Para haver corrente de difusão, não há necessidade de haver tensão externa aplicada. 
 
 
1.3.2 - Junção PN sem aplicação de energia externa (sem tensão externa) 
 
 Da união de dois materiais semicondutores, um do tipo P e outro do tipo N, resulta uma superfície em 
contato destes dois materiais, a qual se denomina junção PN (ver figura 1.12). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.12 
 
 
 Na junção PN da figura 1.12, o íon doador (N) foi representado com um sinal +, pois quando o átomo de 
impureza doar um elétron tornar-se-á um íon positivo, enquanto que o íon aceitador (P) foi representado com sinal 
-, pois quando o átomo de impureza receber um elétron, tornar-se-á um íon negativo. 
 O material tipo N apresenta um grande número de elétrons livres e o material tipo P apresenta um 
grande número de lacunas, logo, quando dispostos a formar uma junção PN, como na figura 1.12, haverá 
difusão (deslocamento) de lacunas do semicondutor tipo P para o tipo N e de elétrons do semicondutor 
tipo N para o tipo P. 
 Quando há difusão, as áreas dos materiais tipo P e tipo N, que se encontram em torno da junção, ficam livres de 
portadores de carga elétrica (lacunas e elétrons), devido à recombinação entre esses portadores e suas conseqüentes 
anulações. A esta região damos o nome de "região de depleção". A região apresenta elevada resistividade. 
 É preciso lembrar que os átomos das impurezas doadoras e aceitadoras são eletricamente neutros, ou seja, o 
nº de elétrons é igual ao número de prótons (a carga elétrica total é zero). Portanto, cada elétron que passa do lado 
N para o lado P, deixa no lado N um íon positivo e no lado P um íon negativo, com a conseqüente formação 
de uma barreira negativa no lado P e positiva no lado N que recebe o nome de "barreira de potencial" (ver 
figura 1.13). 
 Num dado instante, os elétrons que tentarem passar através da junção, vindos do lado N, encontrarão uma 
barreira negativa muito intensa no lado P que os repelirá, reduzindo a corrente até que esta se anule. O mesmo 
ocorrerá com as lacunas. Neste momento a ddp da barreira de potencial terá um valor de aproximadamente 0,3V 
para o germânio e 0,7 V para o silício, à temperatura ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
+ 
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+ 
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+ 
+
+ 
+ 
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+ 
+
+ 
+
+ 
N P 
 Átomo de impureza pentavalente 
 
 Átomo de impureza trivalente 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
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+
+ 
N P 
 Íon positivo 
 
 Íon negativo 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
+ 
_
+ 
Figura1 .13 
REGIÃO DE DEPLEÇÃO 
+
+ 
_ 
BARREIRA DE POTENCIAL 
“Quando dispostos a formar uma junção PN, haverá difusão (deslocamento) de lacunas do 
semicondutor tipo P para o tipo N e de elétrons do semicondutor tipo N para o tipo P.”
Ø O íon doador (N) foi representado com um sinal +, pois quando o átomo de impureza doar um 
elétron tornar-se-á um íon positivo.
Ø O íon aceitador (P) foi representado com sinal -, pois quando o átomo de impureza receber 
um elétron, tornar-se-á um íon negativo. 
Quando há difusão, as áreas dos materiais tipo P e tipo N, que se encontram em torno da junção, 
ficam livres de portadores de carga elétrica (lacunas e elétrons), devido à recombinação entre 
esses portadores e suas consequentes anulações. A esta região damos o nome de "região de 
depleção". A região apresenta elevada resistividade. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 6 
1.3 - JUNÇÃO PN 
 
 
1.3.1 - Corrente forçada e de difusão: 
 
 O fluxo de carga ou corrente elétrica, através de um material semicondutor é normalmente classificado em 
dois tipos: forçada e de difusão. 
 A corrente forçada se relaciona diretamente ao mecanismo que ocorre no fluxo de carga em um condutor. 
Quando uma tensão é aplicada nos extremos do material, os elétrons são naturalmente drenados para a 
extremidade positiva do material. 
 A corrente de difusão pode ser entendida como o deslocamento de cargas de regiões de elevada 
concentração para regiões de baixa concentração. É como um gás que se encontra concentrado num pequeno 
recipiente, ao ser liberado, ocupará por completo um recipiente maior, partindo portanto de uma região de alta 
concentração (o recipiente menor) para uma região de baixa concentração (recipiente maior). 
 Para haver corrente de difusão, não há necessidade de haver tensão externa aplicada. 
 
 
1.3.2 - Junção PN sem aplicação de energia externa (sem tensão externa) 
 
 Da união de dois materiais semicondutores, um do tipo P e outro do tipo N, resulta uma superfície em 
contato destes dois materiais, a qual se denomina junção PN (ver figura 1.12). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.12 
 
 
 Na junção PN da figura 1.12, o íon doador (N) foi representado com um sinal +, pois quando o átomo de 
impureza doar um elétron tornar-se-á um íon positivo, enquanto que o íon aceitador (P) foi representado com sinal 
-, pois quando o átomo de impureza receber um elétron, tornar-se-á um íon negativo. 
 O material tipo N apresenta um grande número de elétrons livres e o material tipo P apresenta um 
grande número de lacunas, logo, quando dispostos a formar uma junção PN, como na figura 1.12, haverá 
difusão (deslocamento) de lacunas do semicondutor tipo P para o tipo N e de elétrons do semicondutor 
tipo N para o tipo P. 
 Quando há difusão, as áreas dos materiais tipo P e tipo N, que se encontram em torno da junção, ficam livres de 
portadores de carga elétrica (lacunas e elétrons), devido à recombinação entre esses portadores e suas conseqüentes 
anulações. A esta região damos o nome de "região de depleção". A região apresenta elevada resistividade. 
 É preciso lembrar que os átomos das impurezas doadoras e aceitadoras são eletricamente neutros, ou seja, o 
nº de elétrons é igual ao número de prótons (a carga elétrica total é zero). Portanto, cada elétron que passa do lado 
N para o lado P, deixa no lado N um íon positivo e no lado P um íon negativo, com a conseqüente formação 
de uma barreira negativa no lado P e positiva no lado N que recebe o nome de "barreira de potencial" (ver 
figura 1.13). 
 Num dado instante, os elétrons que tentarem passar através da junção, vindos do lado N, encontrarão uma 
barreira negativa muito intensa no lado P que os repelirá, reduzindo a corrente até que esta se anule. O mesmo 
ocorrerá com as lacunas. Neste momento a ddp da barreira de potencial terá um valor de aproximadamente 0,3V 
para o germânio e 0,7 V para o silício, à temperatura ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
+ 
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+ 
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+
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
N P 
 Átomo de impureza pentavalente 
 
 Átomo de impureza trivalente 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
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_+ 
_
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+ 
_
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+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
N P 
 Íon positivo 
 
 Íon negativo 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
+ 
_
+ 
Figura1 .13 
REGIÃO DE DEPLEÇÃO 
+
+ 
_ 
BARREIRA DE POTENCIAL 
É preciso lembrar que os átomos das impurezas doadoras e aceitadoras são eletricamente 
neutros, ou seja, o número de elétrons é igual ao número de prótons. Portanto, cada elétron que 
passa do lado N para o lado P, deixa no lado N um íon positivo e no lado P um íon negativo, com 
a consequente formação de uma barreira negativa no lado P e positiva no lado N que recebe o 
nome de "barreira de potencial". 
Num dado instante, os elétrons que tentarem passar através da junção, vindos do lado N, 
encontrarão uma barreira negativa muito intensa no lado P que os repelirá, reduzindo a 
corrente até que esta se anule. O mesmo ocorrerá com as lacunas. Neste momento a ddp da 
barreira de potencial terá um valor de aproximadamente 0,3V para o germânio e 0,7 V para o 
silício, à temperatura ambiente. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 6 
1.3 - JUNÇÃO PN 
 
 
1.3.1 - Corrente forçada e de difusão: 
 
 O fluxo de carga ou corrente elétrica, através de um material semicondutor é normalmente classificado em 
dois tipos: forçada e de difusão. 
 A corrente forçada se relaciona diretamente ao mecanismo que ocorre no fluxo de carga em um condutor. 
Quando uma tensão é aplicada nos extremos do material, os elétrons são naturalmente drenados para a 
extremidade positiva do material. 
 A corrente de difusão pode ser entendida como o deslocamento de cargas de regiões de elevada 
concentração para regiões de baixa concentração. É como um gás que se encontra concentrado num pequeno 
recipiente, ao ser liberado, ocupará por completo um recipiente maior, partindo portanto de uma região de alta 
concentração (o recipiente menor) para uma região de baixa concentração (recipiente maior). 
 Para haver corrente de difusão, não há necessidade de haver tensão externa aplicada. 
 
 
1.3.2 - Junção PN sem aplicação de energia externa (sem tensão externa) 
 
 Da união de dois materiais semicondutores, um do tipo P e outro do tipo N, resulta uma superfície em 
contato destes dois materiais, a qual se denomina junção PN (ver figura 1.12). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.12 
 
 
 Na junção PN da figura 1.12, o íon doador (N) foi representado com um sinal +, pois quando o átomo de 
impureza doar um elétron tornar-se-á um íon positivo, enquanto que o íon aceitador (P) foi representado com sinal 
-, pois quando o átomo de impureza receber um elétron, tornar-se-á um íon negativo. 
 O material tipo N apresenta um grande número de elétrons livres e o material tipo P apresenta um 
grande número de lacunas, logo, quando dispostos a formar uma junção PN, como na figura 1.12, haverá 
difusão (deslocamento) de lacunas do semicondutor tipo P para o tipo N e de elétrons do semicondutor 
tipo N para o tipo P. 
 Quando há difusão, as áreas dos materiais tipo P e tipo N, que se encontram em torno da junção, ficam livres de 
portadores de carga elétrica (lacunas e elétrons), devido à recombinação entre esses portadores e suas conseqüentes 
anulações. A esta região damos o nome de "região de depleção". A região apresenta elevada resistividade. 
 É preciso lembrar que os átomos das impurezas doadoras e aceitadoras são eletricamente neutros, ou seja, o 
nº de elétrons é igual ao número de prótons (a carga elétrica total é zero). Portanto, cada elétron que passa do lado 
N para o lado P, deixa no lado N um íon positivo e no lado P um íon negativo, com a conseqüente formação 
de uma barreira negativa no lado P e positiva no lado N que recebe o nome de "barreira de potencial" (ver 
figura 1.13). 
 Num dado instante, os elétrons que tentarem passar através da junção, vindos do lado N, encontrarão uma 
barreira negativa muito intensa no lado P que os repelirá, reduzindo a corrente até que esta se anule. O mesmo 
ocorrerá com as lacunas. Neste momento a ddp da barreira de potencial terá um valor de aproximadamente 0,3V 
para o germânio e 0,7 V para o silício, à temperatura ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
+ 
_
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N P 
 Átomo de impureza pentavalente 
 
 Átomo de impureza trivalente 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
+ 
_
+ 
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_
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+ 
N P 
 Íon positivo 
 
 Íon negativo 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
+ 
_
+ 
Figura1 .13 
REGIÃO DE DEPLEÇÃO 
+
+ 
_ 
BARREIRA DE POTENCIAL 
1.3.3 - Junção PN inversamente polarizada 
Ø Polarizar inversamente uma junção PN significa conectar o positivo da fonte no semicondutor 
tipo N e o negativo da fonte no semicondutor tipo P.
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 7 
1.3.3 - Junção PN inversamente polarizada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Polarizar inversamente uma junção PN significa conectar o positivo da fonte no semicondutor tipo N 
e o negativo da fonte no semicondutor tipo P. Assim as lacunas no lado P e os elétrons no lado N se deslocam 
para longe da junção, aumentando ainda mais a barreira de potencial, o que origina uma ddp na junção PN igual à 
tensão da fonte (Vcc), simbolicamente representada na figura 1.14 por uma fonte de tensão. O aumento da 
barreira de potencial gera uma oposição ainda maior à passagem dos portadores majoritários de carga elétrica 
através da junção PN. Portanto, a junção PN neste caso, comporta-se como uma chave aberta, apresentando 
uma elevada resistência que impede a circulação de corrente elétrica. A resistência da junção PN polarizada 
inversamente é elevada porque a região próxima à junção, que não possui portadores livres de carga elétrica 
(região de depleção), se tornou mais larga em comparação com a da figura 1.13 (R = U.l/S). 
 Na realidade flui uma pequena corrente, pois um pequeno nº de pares elétron-lacuna são gerados no cristal 
como resultado da energia térmica. Esta pequena corrente é a corrente reversa de saturação e é designada por Io. 
Io é da ordem de alguns nano ou microampéres. A explicação para a existência desta corrente é a seguinte: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.15a figura 1.15b 
 
 Na figura 1.15a temos um par elétron-lacuna gerado na região de depleção do material tipo N. O elétron é 
atraído pelo terminal positivo da fonte e a lacuna é atraída em direção à junção. 
 Na figura 1.15b, o par elétron-lacuna é gerado na região de depleção do material tipo P. O elétron é atraído 
em direção à junção e a lacuna em direção ao pólo negativo da fonte. 
 A barreira de potencial (região sombreada da figura 1.15) impede a passagem de elétrons do lado N para o 
lado P e de lacunas do lado P para o lado N (portadores majoritários de carga elétrica). Portanto, a barreira de 
potencial não vai impedir a passagem da lacuna do lado N para o lado P (figura 1.15a) e do elétron do lado P para 
o lado N (figura 1.15b) pois nestas regiões estes portadores de carga elétrica são portadores minoritários. Um par 
elétron-lacuna gerado no material tipo N ou tipo P contribui da mesma forma para a corrente reversa de saturação. 
 
 
1.3.4 - Junção PN diretamente polarizada 
 
 Polarizar diretamente uma junção PN significa conectar o terminal positivo da fonte no semicondutor 
tipo P e o terminal negativo da fonte no semicondutortipo N. Polarizando diretamente a junção PN 
provocaremos um deslocamento dos elétrons e das lacunas em direção à junção, reduzindo a barreira de 
potencial, o que permitirá o fluxo de portadores majoritários de cargas elétricas através da junção (ver figura 1.16). 
Os elétrons que chegam ao lado P são atraídos pelo terminal positivo da bateria, enquanto novos elétrons entram 
no lado N provenientes do terminal negativo da bateria, estabelecendo, assim, uma corrente elétrica no circuito. 
 Neste caso a junção PN funciona como uma chave fechada, pois apresenta uma baixa resistência (uma ou 
duas dezenas de ohms) permitindo a circulação de corrente elétrica. A resistência da junção PN polarizada 
diretamente é baixa porque a região próxima à junção, que não possui portadores livres de carga elétrica (região 
de depleção), se tornou mais estreita em comparação com a da figura 1.13, ou seja, todo o cristal semicondutor 
fica repleto de portadores livres de carga elétrica. Quanto maior a tensão Vcc aplicada, menor será a tensão da 
N P 
+ _ 
VCC 
IO 
N P 
+ _ 
VCC 
IO 
VCC 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
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+ 
_
+ 
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+ 
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+ 
_
+ 
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+ 
_
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
N P 
 Átomo de impureza 
 pentavalente 
 
 Átomo de impureza 
 trivalente 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
 
IO Corrente reversa de 
 saturação 
+ 
_
+ 
IO 
+ _ 
+ _ 
VCC 
R 
figura 1.14 
Ø As lacunas no lado P e os elétrons no lado N se deslocam para longe da junção, aumentando 
ainda mais a barreira de potencial. A ddp na junção PN fica igual à tensão da fonte (Vcc). 
Ø O aumento da barreira de potencial gera uma oposição ainda maior à passagem dos portadores 
majoritários de carga elétrica através da junção PN. Portanto, a junção PN neste caso, 
comporta-se como uma chave aberta, apresentando uma elevada resistência que impede a 
circulação de corrente elétrica. 
Na realidade flui uma pequena corrente, pois um pequeno número de pares elétrons-lacuna são gerados no 
cristal como resultado da energia térmica. Esta pequena corrente é a corrente reversa de saturação e é 
designada por Io. Io é da ordem de alguns nano ou microampéres. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 7 
1.3.3 - Junção PN inversamente polarizada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Polarizar inversamente uma junção PN significa conectar o positivo da fonte no semicondutor tipo N 
e o negativo da fonte no semicondutor tipo P. Assim as lacunas no lado P e os elétrons no lado N se deslocam 
para longe da junção, aumentando ainda mais a barreira de potencial, o que origina uma ddp na junção PN igual à 
tensão da fonte (Vcc), simbolicamente representada na figura 1.14 por uma fonte de tensão. O aumento da 
barreira de potencial gera uma oposição ainda maior à passagem dos portadores majoritários de carga elétrica 
através da junção PN. Portanto, a junção PN neste caso, comporta-se como uma chave aberta, apresentando 
uma elevada resistência que impede a circulação de corrente elétrica. A resistência da junção PN polarizada 
inversamente é elevada porque a região próxima à junção, que não possui portadores livres de carga elétrica 
(região de depleção), se tornou mais larga em comparação com a da figura 1.13 (R = U.l/S). 
 Na realidade flui uma pequena corrente, pois um pequeno nº de pares elétron-lacuna são gerados no cristal 
como resultado da energia térmica. Esta pequena corrente é a corrente reversa de saturação e é designada por Io. 
Io é da ordem de alguns nano ou microampéres. A explicação para a existência desta corrente é a seguinte: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
figura 1.15a figura 1.15b 
 
 Na figura 1.15a temos um par elétron-lacuna gerado na região de depleção do material tipo N. O elétron é 
atraído pelo terminal positivo da fonte e a lacuna é atraída em direção à junção. 
 Na figura 1.15b, o par elétron-lacuna é gerado na região de depleção do material tipo P. O elétron é atraído 
em direção à junção e a lacuna em direção ao pólo negativo da fonte. 
 A barreira de potencial (região sombreada da figura 1.15) impede a passagem de elétrons do lado N para o 
lado P e de lacunas do lado P para o lado N (portadores majoritários de carga elétrica). Portanto, a barreira de 
potencial não vai impedir a passagem da lacuna do lado N para o lado P (figura 1.15a) e do elétron do lado P para 
o lado N (figura 1.15b) pois nestas regiões estes portadores de carga elétrica são portadores minoritários. Um par 
elétron-lacuna gerado no material tipo N ou tipo P contribui da mesma forma para a corrente reversa de saturação. 
 
 
1.3.4 - Junção PN diretamente polarizada 
 
 Polarizar diretamente uma junção PN significa conectar o terminal positivo da fonte no semicondutor 
tipo P e o terminal negativo da fonte no semicondutor tipo N. Polarizando diretamente a junção PN 
provocaremos um deslocamento dos elétrons e das lacunas em direção à junção, reduzindo a barreira de 
potencial, o que permitirá o fluxo de portadores majoritários de cargas elétricas através da junção (ver figura 1.16). 
Os elétrons que chegam ao lado P são atraídos pelo terminal positivo da bateria, enquanto novos elétrons entram 
no lado N provenientes do terminal negativo da bateria, estabelecendo, assim, uma corrente elétrica no circuito. 
 Neste caso a junção PN funciona como uma chave fechada, pois apresenta uma baixa resistência (uma ou 
duas dezenas de ohms) permitindo a circulação de corrente elétrica. A resistência da junção PN polarizada 
diretamente é baixa porque a região próxima à junção, que não possui portadores livres de carga elétrica (região 
de depleção), se tornou mais estreita em comparação com a da figura 1.13, ou seja, todo o cristal semicondutor 
fica repleto de portadores livres de carga elétrica. Quanto maior a tensão Vcc aplicada, menor será a tensão da 
N P 
+ _ 
VCC 
IO 
N P 
+ _ 
VCC 
IO 
VCC 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
_
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
+ 
+
+ 
+
+ 
+
+ 
N P 
 Átomo de impureza 
 pentavalente 
 
 Átomo de impureza 
 trivalente 
 
 Lacuna 
 
 Elétron livre 
 
IO Corrente reversa de 
 saturação 
+ 
_
+ 
IO 
+ _ 
+ _ 
VCC 
R 
figura 1.14 
Ø Na figura 1.15a temos um par elétron-lacuna gerado na região de depleção do material tipo N. O elétron é 
atraído pelo terminal positivo da fonte e a lacuna é atraída em direção à junção. 
Ø Na figura 1.15b, o par elétron-lacuna é gerado na região de depleção do material tipo P. O elétron é atraído 
em direção à junção e a lacuna em direção ao pólo negativo da fonte. 
Ø A barreira de potencial (região sombreada) impede a passagem de elétrons do lado N para o lado P e de 
lacunas do lado P para o lado N (portadores majoritários de carga elétrica). Mas, a barreira de potencial 
não vai impedir a passagem da lacuna do lado N para o lado P (figura 1.15a) e do elétron do lado P para o 
lado N (figura 1.15b) pois nestas regiões estes portadores de carga elétrica são portadores minoritários. 
Cada par elétron-lacuna gerado no material tipo N ou tipo P contribui da mesma forma para a corrente 
reversa de saturação. 
1.3.4 - Junção PN diretamente polarizada 
Ø Polarizar diretamente uma junção PN significa conectar o terminal positivo da fonte no 
semicondutor tipo P e o terminal negativo da fonte no semicondutor tipo N. 
 ELETRÔNICA I - Curso de Eletrotécnica 8 
P N A = ANODO (P) 
C = CATODO (N) 
I = SENTIDO DA CORRENTE QUE CIRCULA 
PELO DIODO (SENTIDO CONVENCIONAL)