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CURSO DE ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇÕES Disciplina: Eletrônica (Laboratório) - Turma: ______ - Data: ___/___/___ Alunos: ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ PRÁTICA 01: LEVANTAMENTO DA CURVA CARACTERÍSTICA DO DIODO SEMICONDUTOR Introdução Os semicondutores são materiais que apresentam características intermediárias entre os condutores e isolantes. Os mais utilizados são o silício e o germânio. Em sua forma cristalina e pura (intrínseca) apresentam pouca utilidade na Eletrônica, mas quando dopados com materiais trivalentes e pentavalentes os tornamos úteis, formando assim os materiais tipo P e tipo N respectivamente. Estes semicondutores dopados passam a ser denominados materiais extrínsecos. No material tipo P os portadores majoritários de corrente são as lacunas ou buracos e os minoritários são os elétrons. No material tipo N os portadores majoritários de corrente são os elétrons e os minoritários são as lacunas. Para constituirmos os diodos de junção, é necessário unir os materiais tipo P e tipo N de modo a formar a junção PN. Haverá, então, um deslocamento de elétrons do material N para o material P e, simultaneamente, um deslocamento de lacunas do material P para o material N, onde os portadores de carga, elétrons e lacunas recombinam-se, anulando suas cargas, surgindo uma região denominada de barreira de potencial. A diferença de potencial da barreira de potencial para os diodos de silício é de aproximadamente 0,7 V e para os diodos de germânio aproximadamente 0,3 V. 2 A diferença de potencial da barreira de potencial para os diodos de silício é de aproximadamente 0,7 V e para os diodos de germânio aproximadamente 0,3 V. Podemos polarizar a junção PN de duas maneiras: diretamente ou inversamente. Na polarização direta (pólo positivo da bateria ligado ao material tipo P e pólo negativo ligado ao material tipo N) a junção PN apresenta características condutivas: baixa resistência (da ordem de algumas dezenas de ohms) e entre os terminais da junção aparecerá uma ddp, que para o semicondutor de silício está compreendida entre 0,5 V e 0,8 V. Na polarização inversa (pólo positivo da bateria ligado ao material tipo N e o pólo negativo do material tipo P) a junção PN apresenta características isolantes: resistência ôhmica de alto valor, circulando uma pequena corrente, denominada corrente de fuga. O diodo semicondutor nada mais é do que o encapsulamento e a conexão de terminais de uma junção PN, onde o material tipo P é conhecido como anodo e o material tipo N é conhecido como catodo. Quando polarizado o diodo apresenta as mesmas características da junção PN. Na polarização direta, só haverá condução de corrente depois de vencida a barreira de potencial. A partir daí, a corrente aumenta de valor, enquanto a tensão permanece praticamente igual à VD. 3 Na polarização reversa, a corrente é praticamente nula até atingir um determinado valor de tensão (VRM). A partir daí, inicia-se o processo de avalanche. Objetivo O objetivo desta experiência é levantar a Curva Característica do diodo semicondutor . Material Resistor fixo: 1 kΩ, ± 5%, ¼ W (um) Diodo semicondutor: 1N4007 (um); Multímetro (analógico ou digital) (um); Fonte de alimentação CC de 0 V a 30 V (uma); Matriz de contatos (Protoboard) (uma); Fios jumper. Procedimentos 1. Proceder a montagem do circuito a seguir. 2. Ajustar a fonte de alimentação de forma a ter no diodo os valores de tensão do quadro abaixo. Para cada caso, medir e anotar a corrente no circuito. VD (volts) 0,0 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 ID (mA) 4 3. Com os dados obtidos na tabela acima, construir a curva característica do diodo semicondutor em formatação MAT LAB. 4. Inverter a fonte de alimentação, conforme a figura abaixo, e repetir os procedimentos do item anterior para as novas situações. VD (volts) 0,0 0,5 1,0 5,0 10,0 11,0 15,0 20,0 30,0 ID (mA) 5. Com os dados obtidos na tabela acima, construir a curva característica do diodo semicondutor em formatação MAT LAB. Conclusões ------------------------------------------------------------------------------------------------ ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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