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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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