Eletrônica I Aula 1

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Escola Técnica GP Machado
Disciplina: Eletrônica I
Prof: Luciane B. Soares
Ementa
Definição – Materiais 
Condutores
Isolantes
Semicondutores
Definição – Materiais 
Condutores
Nos materiais condutores, as cargas elétricas se movimentam com mais liberdade em função dos elétrons livres presentes na sua camada de valência.
 Materiais como cobre, alumínio, ouro e prata são bons condutores.
Definição – Materiais 
Isolantes
Isolante é o material que oferece um nível muito baixo de condutividade sob pressão de uma fonte de tensão aplicada. Nos materiais isolantes, verifica-se a ausência ou pouca presença de elétrons livres.
São exemplos de isolante elétricos: borracha, isopor, lã, madeira, plástico e vidro.
Definição – Materiais 
Semicondutores
Um semicondutor é, portanto, o material que possui um nível de condutividade entre os extremos de um isolante e um condutor.
Os semicondutores podem ser de silício ou germânio, utilizados para a fabricação de componentes eletrônicos. Os mais comuns são: diodo, transistor e dispositivos fotossensíveis. 
Semicondutores
A classificação dos materiais em condutor, semicondutor ou isolante é feita pelo seu valor de resistividade (ρ).
A Tabela I apresenta os valores de resistividades típicos dos materiais.
Tabela I – Valores de resistividade típicos
Semicondutores
Os semicondutores mais comuns e mais utilizados são o silício (Si) e o germânio (Ge).
Eles são elementos tetravalentes, possuindo quatro elétrons na camada de valência.
Cada átomo compartilha 4 elétrons com os vizinhos, de modo a haver 8 elétrons em torno de cada núcleo.
 Compartilhamento de elétrons
Semicondutores
Semicondutores Tipo N e P
Se um cristal de silício for dopado com átomos pentavalente (arsênio, antimônio ou fósforo), também chamados de impurezas doadora, será produzido um semicondutor do tipo N (negativo) pelo excesso de um elétron nessa estrutura.
Semicondutores
Material semicondutor tipo N
Semicondutor tipo N com Arsênio 
Semicondutores
Assim, o número de elétrons livres é maior que o número de lacunas. Neste semicondutor os elétrons livres são portadores majoritários e as lacunas são portadores minoritários.
Semicondutor Tipo N
Semicondutores
Se um cristal de silício for dopado com átomos trivalente (alumínio, boro ou gálio), também chamados de impurezas aceitadora, será produzido um semicondutor do tipo P (positivo) pela falta de um elétron nessa estrutura.
Semicondutores
Material semicondutor tipo P
Semicondutor tipo P com Índio
Semicondutores
Material semicondutor tipo P
Assim, o número de lacunas é maior que o número de elétrons livres. Neste semicondutor as lacunas são portadores majoritário e os elétrons livres são portadores minoritários.
Semicondutor Tipo P
Semicondutores
Junção PN
A união de dois cristais (P e N) provoca uma recombinação de elétrons e lacunas na região da junção, formando uma barreira de potencial.
Barreira de Potencial
Semicondutores
Junção PN
Cada lado do diodo recebe um nome: O lado P chama-se de ânodo (A) e o lado N chama-se de cátodo (K).
Imagem e símbolos do Diodo
Semicondutores
Polarização direta da junção PN
Consiste em colocarmos o terminal positivo da bateria no elemento P da junção PN e o terminal negativo da bateria ao lado N.
Junção PN polarizada diretamente
Semicondutores
Polarização inversa da junção PN
Consiste em colocarmos o terminal positivo da bateria no elemento N junção PN e o terminal negativo da bateria no lado P.
Figura 12 – Junção PN polarizada inversamente
Semicondutores
Principais Especificações do Diodo
Na polarização direta só existe corrente elétrica se a tensão aplicada ao diodo for maior que Vd (0,7V). Existirá uma corrente máxima que o diodo poderá conduzir (Idm) e uma potência máxima de dissipação (Pdm): Pdm = V.Idm
Na polarização reversa existe uma tensão máxima chamada de tensão de ruptura (Vr) e uma corrente muito pequena denominada de corrente de fuga.(If)
Semicondutores
Curva Característica do Diodo
Na polarização direta
Diodo polarizado diretamente e sua curva característica
Semicondutores
Curva Característica do Diodo
Na polarização inversa
Diodo polarizado inversamente e sua curva característica
Semicondutores
Gráfico completo
Curva Característica do Diodo
Semicondutores
Diodo
O diodo tem função de retificar corrente ou chavear circuitos. Ele é utilizado em aparelhos eletrônicos, como televisão, computador, aparelhos de som, entre outros. 
A corrente fornecida pelas empresas energéticas são alternadas, ou seja, mudam sua polaridade entre positivo e negativo com uma frequência de 60 Hz. Porém, a maioria dos aparelhos eletrônicos que utilizamos funciona somente com corrente contínua, ou seja, uma só polaridade. Dizemos que o diodo funciona como uma chave fechada (resistência zero) para uma polaridade da tensão de entrada e como uma chave aberta (resistência infinita) para a polaridade oposta.
Sendo assim, a função do diodo em um circuito é deixar passar a corrente elétrica em apenas uma polaridade. 
Semicondutores
Diodo
O gráfico mostra a tensão de entrada do diodo oscilando entre o positivo e o negativo.
O gráfico mostra a tensão de saída do diodo. Agora ela tem apenas polaridade positiva
Semicondutores
Diodo
Potência de um diodo:
Em qualquer componente, a potência dissipada é a tensão aplicada multiplicada pela corrente que o atravessa e isto vale para o diodo:
 					P = V * I
Não se pode ultrapassar a potência máxima, especificada pelo fabricante, pois haverá um aquecimento excessivo. Os fabricantes em geral indicam a potência máxima ou corrente máxima suportada por um diodo.
Ex.: 1N914 é PMAX = 250mW
1N4001 é IMAX = 1A
Semicondutores
Diodo
Usualmente os diodos são divididos em três categorias, os diodos para pequenos sinais (potência especificada abaixo de 0,5W), os retificadores ( PMAX > 0,5W) e os retificadores de potência.
RESISTOR LIMITADOR DE CORRENTE
Num diodo polarizado diretamente, uma pequena tensão aplicada pode gerar uma alta intensidade de corrente. Em geral um resistor é usado em série com o diodo para limitar a corrente elétrica que passa através deles.
RS é chamado de Resistor limitador de corrente.
Quanto maior o RS, menor a corrente que atravessa o diodo e o RS .
RESISTORES
Dispositivo eletrônico cuja a função é oferecer oposição à passagem de corrente elétrica causando uma diferença de potencial entre seus terminais, segundo a Lei de Ohm.
RESISTORES
Código de cores
RESISTORES
Associação em Série
Os resistores são ligados de tal forma que a corrente que percorre cada um deles é a mesma que percorre os restantes.
RESISTORES
Associação em Paralelo
Os resistores são ligados de tal forma que sendo submetidos à mesma tensão a sua intensidade varia conforme as características de cada um.