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Materiais e Dispositivos Semicondutores

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Eletrônica 
Professor: Ricardo Silvério Gomes Pinheiro 
Disciplina: Fundamentos de Eletrônica 
FAI – Faculdade de Iporá 
Eletrônica 
 A Eletrônica estuda o controle dos sinais 
elétricos através de determinados 
dispositivos. 
 
 Os sinais elétricos podem ser analógicos 
ou digitais. 
Sinais elétricos 
 O sinal analógico permite valores de 
frequência infinitos (0,1 ; 1; 1,01 ...), 
sendo portanto menos confiável, apresenta 
mais ruídos e é variável com o tempo. 
 
 O sinal digital permite valores apenas 
inteiros (1 ; 2 ; 3...) e portanto é mais 
confiável, não apresenta ruídos e tem a 
oscilação bastante reduzida. 
Sinais elétricos 
 A maioria dos sinais são analógicos. 
Sinais que permitem o funcionamento do 
microprocessador do computador são 
digitais, funcionam com portas lógicas. 
 
 
Instrumentos de medição utilizados 
em Eletrônica 
 
 
 Multímetro 
 
 
 
 
Osciloscópio 
Onde são utilizados os materiais 
semicondutores? 
 Em dispositivos eletrônicos como: diodos 
e transistores. 
 
Para que servem diodos e 
transistores? 
 Diodos e transistores permitem: 
 
Que a corrente elétrica tenha apenas um 
sentido (corrente contínua) 
 
Estabilizar uma corrente elétrica 
 
Controlar o fluxo de corrente elétrica, 
funcionando como válvulas eletrônicas. 
Antes dos diodos... Eram as válvulas 
termoiônicas 
Qual a composição química dos 
semicondutores? 
 Os materiais semicondutores usados em 
diodos e transistores são compostos 
principalmente por silício (Si) e Germânio 
(Ge). 
 
 As propriedades desses materiais estão 
ligadas às propriedades químicas desses 
elementos. 
Quais propriedades 
tornam esses materiais 
semicondutores? 
 
 
Silício Germânio 
Materiais intrínsecos e extrínsecos 
 Intrínsecos: materiais puros ( somente 
constituídos por silício ou somente por 
germânio). Exigem maior energia para 
conduzir. 
 
 Extrínsecos: materiais dopados ( além do 
silício ou germânio, há adição de 
impurezas que induzem propriedades 
elétricas). Exige menor energia para 
conduzir. 
 Dopagem e materiais N e P 
Tipo N Tipo P 
Junções NP: Diodo 
 
Diodo ideal: Não existe. É aquele que conduz 
intensamente quando diretamente polarizado, e não 
conduz nada quando reversamente polarizado. 
 
Diodo real: É o que existe. Não há perfeição na 
polarização direta e nem reversa. 
Junções NP: Diodo 
 
 
 
 
 
 
 Camada de depleção: formada entre as 
junções N e P devido ao preenchimento de 
lacunas próximas a elétrons. 
 
 
 
 
 Cargas de P Cargas de N 
Majoritárias = + - 
Minoritárias = - + 
 
Junções NP: Diodo 
 
 
 
 
 
 
 
 Polarização direta Polarização reversa 
Polarização direta 
 
 
 
 
 
 
 
 
A polarização direta não é perfeita. A corrente normal de 
condução vai de P para N (majoritários), mas existe uma 
corrente pequena no sentido contrário chamada de 
corrente de saturação (minoritários). 
Polarização reversa 
 
 
 
 
 
A polarização reversa também não é perfeita. Pois não 
poderia haver condução de para P para N. Na verdade 
nem deve existir a condução. Mas existe uma pequena 
corrente que consegue passar, chamada de corrente de 
fuga. 
No diodo ideal: 
 
 Polarização direta: a corrente que passa 
pelo diodo tem valor positivo e a 
condução começa a partir de 0 V. 
 
 Polarização reversa: não existe corrente 
de fuga. Não há condução em qualquer 
tensão aplicada. 
 
No diodo real: 
 
 Polarização direta: a corrente que passa 
pelo diodo tem valor positivo e a condução 
começa a partir de 0,7 V para o diodo de 
silício e a partir de 0,3 V para o germânio. 
 
 Polarização reversa: existe a corrente de 
fuga e seu valor é negativo da ordem de 
nanoamperes (nA). Há condução quase 
desprezível no sentido reverso. 
 
As correntes elétricas nos 
diodos 
 Ideal Real 
Breakdown 
 Acontece tanto na polarização direta 
como na reversa. O breakdown é quando 
o diodo perde suas funções, seja em 
voltagens altas demais no modo direto ou 
reverso. 
 
 Mas no modo reverso, o aumento da 
corrente de fuga faz chegar mais rápido à 
zona de ruptura porque causa uma 
avalanche de elétrons. 
Resumo 
 Na polarização direta o diodo conduz, 
mas existe uma corrente contrária 
também, contra a condução, mas é 
desprezível. 
 
 Na polarização reversa o diodo não 
conduz, mas existe a corrente de fuga, que 
é desprezível. Mas quando a voltagem no 
reverso é alta, há uma saturação e a 
corrente de fuga aumenta. 
Revisão 
 Por que um diodo na sua forma pura não 
tem tanta utilidade eletrônica? 
 
 Que influência um semicondutor sofre com 
a dopagem? 
 
 Qual a influência da temperatura nos 
semicondutores? 
 
 Quando um diodo perde suas funções?

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