RELATÓRIO ISABELA

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<p>CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER</p><p>ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA</p><p>BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA</p><p>DISCIPLINA DE MATERIAIS ELÉTRICOS</p><p>ATIVIDADE PRÁTICA – MATERIAIS ELÉTRICOS- TRANSISTORES</p><p>ISABELA MACHADO</p><p>ELIANE SILVA CUSTÓDIO</p><p>CRICIÚMA - SC</p><p>2024</p><p>SUMÁRIO</p><p>1 INTRODUCAO ..................................................................................................................................... 1</p><p>1.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................................................................... 2</p><p>2 DESENVOLVIMENTO ........................................................................................................................ 4</p><p>3 CONCLUSÕES ..................................................................................................................................... 9</p><p>4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................10</p><p>1- INTRODUÇÃO:</p><p>Os transistores são peças-chave na eletrônica moderna, funcionando como os</p><p>blocos de construção por trás de muitos dos dispositivos que usamos diariamente, como</p><p>computadores, smartphones e até mesmo sistemas de comunicação. Eles são essenciais para</p><p>amplificar, controlar e chavear sinais elétricos, garantindo que esses aparelhos funcionem de</p><p>maneira eficiente e confiável.</p><p>Entre os diversos tipos de transistores, dois se destacam: os transistores bipolares</p><p>de junção (BJTs) e os transistores de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor</p><p>(MOSFETs). Cada um deles tem suas particularidades e é escolhido conforme as necessidades</p><p>específicas de cada aplicação.</p><p>Este relatório tem como objetivo explorar o princípio de funcionamento dos BJTs</p><p>e dos MOSFETs, destacando as diferenças entre eles e como essas diferenças influenciam</p><p>suas aplicações na prática. Entender como esses transistores funcionam é essencial para criar</p><p>projetos eletrônicos que sejam tanto inovadores quanto eficientes.</p><p>1.1 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:</p><p>Os transistores são dispositivos semicondutores essenciais na eletrônica moderna,</p><p>usados para amplificação, chaveamento e controle de sinais elétricos. Existem diferentes tipos</p><p>de transistores, cada um com características e aplicações específicas. Abaixo a relação de</p><p>alguns da categoria:</p><p> Transistor bipolar de Junção, também conhecido como BJT;</p><p> Transistor de Efeito de Campo;</p><p> Transistor de Efeito de Campo de Junção;</p><p> Transistor de Efeito de Campo de Metal-Óxido-Semicondutor (MOSFET);</p><p> Transistor de Porta Isolada Bipolar (IGBT;</p><p> Transistor de Alta Mobilidade Eletrônica (HEMT);</p><p> Transistor de Efeito de Campo de Óxido Metálico Complementar (CMOS);</p><p>Cada tipo de transistor tem suas qualidades e limitações, o que os torna mais ou</p><p>menos adequados para diferentes situações na eletrônica. A escolha do transistor certo</p><p>depende muito do que o circuito precisa: se ele deve funcionar em alta frequência, suportar</p><p>grandes quantidades de potência, ser mais eficiente em termos de energia, ou mesmo ter um</p><p>custo mais acessível.</p><p>2 – DESENVOLVIMENTO:</p><p>2.1 TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO BJT:</p><p>O BJT é composto por três regiões semicondutoras, denominadas emissor (E),</p><p>base (B) e coletor (C), as quais formam duas junções PN. Dependendo da sequência dessas</p><p>regiões, os BJTs podem ser classificados em dois tipos principais: NPN e PNP. No transistor</p><p>NPN, a base é formada por uma camada de material do tipo P entre duas camadas de material</p><p>do tipo N. No transistor PNP, a base é de material do tipo N entre duas camadas de material</p><p>do tipo P (MILLMAN; HALKIAS, 1972).</p><p>Figura 01: Transistor BJT modelo PNP</p><p>Fonte: Internet 2024</p><p>Figura 02: Transistor BJT NPN</p><p>Fonte: Internet 2024</p><p>A estrutura física do BJT foi cuidadosamente projetada para aperfeiçoar seu</p><p>desempenho. A base possui uma fina camada de material, dopada para ser ligeiramente</p><p>condutora. Essa leveza na dopagem é intencional, pois facilita o controle da corrente que</p><p>passa pelo transistor.</p><p>Os transistores BJTs são dispositivos semicondutores que operam com base na</p><p>corrente que flui entre o coletor e o emissor, controlada pela corrente que entra na base.</p><p>Existem dois tipos principais de BJTs: NPN e PNP, que diferem na polaridade das tensões</p><p>aplicadas e no fluxo de corrente.</p><p>No transistor NPN, a corrente flui do coletor para o emissor, enquanto no PNP, o</p><p>fluxo de corrente é do emissor para o coletor. O funcionamento do BJT baseia-se na injeção</p><p>de portadores de carga na junção base-emissor, modulando a corrente que passa pela junção</p><p>coletor-emissor. Isso o torna um excelente dispositivo para amplificação, pois uma pequena</p><p>corrente na base pode controlar uma corrente muito maior entre o coletor e o emissor.</p><p>Os principais parâmetros elétricos de um BJT incluem:</p><p> Corrente de Coletor (Ic): A corrente principal que flui entre o coletor e o emissor.</p><p> Corrente de Base (Ib): A corrente que entra na base, controlando a corrente de</p><p>coletor.</p><p> Ganho de Corrente (hFE ou β): A razão entre a corrente de coletor e a corrente</p><p>de base, indicando a capacidade de amplificação do transistor.</p><p> Tensão de Saturação (VCEsat): A tensão mínima entre coletor e emissor quando</p><p>o transistor está completamente ligado.</p><p> Tensão de Ruptura (VCEO): A máxima tensão que pode ser aplicada entre o</p><p>coletor e o emissor sem danificar o transistor.</p><p>Apresentam muitas aplicações na eletrônica. São utilizados como amplificadores</p><p>de áudio, em chaveamento em circuitos de potência ou em circuitos digitais. Esse modelo de</p><p>transistor possui alta capacidade de amplificação, permitindo amplificar sinais fracos com</p><p>eficiência. Abrangem boa estabilidade em diferentes temperaturas, essencial para aplicações</p><p>industriais.</p><p>2.2 – MOSFET:</p><p>Os MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) são</p><p>componentes semicondutores amplamente utilizados em circuitos eletrônicos devido à sua</p><p>eficiência, alta velocidade de comutação e capacidade de controlar grandes correntes. Eles</p><p>desempenham um papel fundamental em uma variedade de aplicações, desde dispositivos</p><p>eletrônicos de consumo até sistemas de potência industrial.</p><p>O MOSFET é um tipo de transistor de efeito de campo (FET) que opera</p><p>controlando a tensão no terminal de gate (G) para regular o fluxo de corrente entre os</p><p>terminais de source (S) e drain (D). A estrutura básica desse dispositivo consiste em um canal</p><p>de condução formado entre o source e o drain, que pode ser do tipo N (canal N) ou do tipo P</p><p>(canal P).</p><p>Figura 03: Categoria MOSFET</p><p>Fonte: Internet</p><p>O MOSFET é um transistor que opera utilizando um campo elétrico para controlar</p><p>a condutividade de um canal entre dois terminais, conhecido como dreno e fonte. A estrutura</p><p>básica inclui um terminal de porta (gate), separado do canal condutor por uma fina camada de</p><p>óxido. Dependendo da polaridade do canal, podem ser classificados como canal N ou canal P.</p><p>Além disso, existem os MOSFETs de enriquecimento e de depleção, que diferem em relação</p><p>ao comportamento do canal condutor na ausência de tensão de porta.</p><p>O funcionamento baseia-se no controle da corrente que flui entre o dreno e a fonte</p><p>por meio da tensão aplicada ao gate. Quando a tensão gate-fonte (VGS) ultrapassa um valor</p><p>limiar (Vth), forma-se um canal condutor que permite a passagem de corrente. Em MOSFETs</p><p>de canal N, uma tensão positiva aplicada ao gate atrai elétrons para a região abaixo do gate,</p><p>criando o canal.</p><p>Nos circuitos digitais, os MOSFETs são amplamente utilizados devido à sua alta</p><p>velocidade de comutação e baixo consumo de energia. Eles são os blocos</p><p>de construção</p><p>fundamentais dos circuitos integrados, como processadores e memórias.</p><p>Existem dois tipos principais de MOSFETs, dependendo do tipo de portadores de</p><p>carga que predominam no canal de condução:</p><p> Canal N: Conduz quando a tensão no gate é positiva em relação à fonte.</p><p> Canal P: Conduz quando a tensão no gate é negativa em relação à fonte.</p><p>No modo de depleação o canal já existe sem a aplicação de tensão ao gate, e a</p><p>aplicação de tensão pode aumentar ou diminuir a condutividade do canal. Já no modo de</p><p>enriquecimento o canal não existe inicialmente, mas se forma quando uma tensão é aplicada</p><p>ao gate, permitindo o fluxo de corrente entre dreno e fonte.</p><p>Possuem algumas vantagens que os tornam preferidos em muitas aplicações.</p><p>Devido à camada isolante de óxido entre o gate e o canal, praticamente não há corrente de</p><p>gate, o que reduz o consumo de energia o que o faz possuir alta impedância de entrada</p><p>A ausência de corrente no gate permite que os MOSFETs sejam comutados</p><p>rapidamente, o que é ideal para aplicações de alta frequência.A alta velocidade de comutação</p><p>e a baixa resistência de condução tornam os MOSFETs ideais para conversores DC-DC e</p><p>inversores. São os blocos de construção básicos de circuitos integrados digitais, como em</p><p>processadores e memórias.</p><p>3- CONCLUSÕES:</p><p>Neste relatório, foram analisadas e comparadas as principais características dos</p><p>transistores MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) e BJT (Bipolar</p><p>Junction Transistor). Ambos desempenham papéis cruciais em circuitos eletrônicos, mas</p><p>possuem propriedades distintas que os tornam mais adequados para diferentes tipos de</p><p>aplicações.</p><p>A escolha entre MOSFETs e BJTs deve ser feita considerando as especificidades</p><p>do projeto em questão. MOSFETs oferecem vantagens em eficiência e controle em aplicações</p><p>de alta frequência e potência, enquanto BJTs são mais adequados para amplificação e</p><p>circuitos que demandam maior robustez.</p><p>4- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:</p><p>MILLMAN, J.; HALKIAS, C. ELETRÔNICA: DISPOSITIVOS E CIRCUITOS. 2. ED. SÃO</p><p>PAULO: MCGRAW-HILL, 1972.</p><p>BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS E TEORIA DE</p><p>CIRCUITOS. 11. ED. SÃO PAULO: PEARSON PRENTICE HALL, 2014.</p><p>OS TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO. DISPONÍVEL EM: ACESSO EM: 31 AGOSTO DE 2024.</p><p>https://www.ibytes.com.br/os-transistores-de-efeito-de-campo-mos-sao-chamados-de-mosfets/</p><p>https://www.ibytes.com.br/os-transistores-de-efeito-de-campo-mos-sao-chamados-de-mosfets/</p><p>1- INTRODUçÃO:</p><p>1.1 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:</p><p>2 – desenvolvimento:</p><p>2.1 TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO BJT:</p><p>2.2 – MOSFET:</p><p>3- CONCLUSÕES:</p><p>4- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:</p>