Índice. Agradecimentos Prefácios Sobre o livro Sobre os autores

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1 Índice Agradecimentos Prefácios Sobre o livro Sobre os autores Capítulo 1 Semicondutores 1.1 Introdução 1.2 Semicondutores simples e compostos: Estrutura Semicondutores simples Semicondutores compostos 1.3 Bandas de energia nos semicondutores Massa eficaz Relação entre WG e a energia dos fotões 1.4 Semicondutores compostos ternários e quaternários. Variação das propriedades com a composição 1.5 Semicondutores intrínsecos e extrínsecos em equilíbrio termodinâmico Modelo das ligações covalentes e das bandas de energia Semicondutores intrínsecos Semicondutores extrínsecos 1.6 Geração e recombinação Efeito fotoelétrico interno 1.7 Cálculo de n e p em semicondutores não-degenerados Eletrão num poço de potencial de altura infinita Densidade de estados em energia Densidade de estados em energia para os eletrões num cristal Estatística de Fermi-Dirac Cálculo da densidade de eletrões e buracos no semicondutor Localização do nível de Fermi no semicondutor intrínseco e extrínseco Densidade intrínseca - variação com a temperatura 1.8 Condução Resistências de circuito integrado Termístor Característica I(U) Análise da estabilidade do ponto de funcionamento 1.9 Efeito de Hall 1.10 Difusão 1.11 Equação da continuidade Semicondutor homogéneo do tipo-p, iluminado uniformemente Evolução da densidade de minorias após o corte de iluminação Evolução da densidade de minorias quando se estabelece a iluminação Difusão com recombinação na situação estacionária Cristal semi-infinito Cristal finito 1.12 Síntese 1.13 Exercícios propostos Capítulo 2 Díodo de Junção p-n 2.1 Introdução 2.2 Trabalho de saída e afinidade eletrónica 2.3 Junção p-n em equilíbrio termodinâmico 2.4 Junção p-n com polarização constante - característica estacionária I(U) 2.5 Disrupção por avalanche Disrupção por efeito de túnel ou Zener Efeito da temperatura Generalização da relação I(U) - junção p-n de Si 2.6 Junção p-n em regime variável

2 2.6.1 Regime quase-estacionário Regime incremental. Condutância. Capacidades de transição e de difusão Condutância incremental Capacidades diferenciais Regime de comutação Transitório de ligação Transitório de corte 2.7 Heterojunções Heterojunção semicondutor-semicondutor Heterojunção metal-semicondutor Contacto retificador - Díodo de Schottky Contacto óhmico 2.8 Exemplos de aplicação Retificador de meia-onda Circuitos limitadores Circuitos lógicos 2.9 Síntese 2.10 Exercícios propostos Capítulo 3 Transístor Bipolar de Junções (TBJ) 3.1 Introdução 3.2 Simbologia e zonas de funcionamento 3.3 Transístor com polarização constante - equações de Ebers-Moll 3.4 Montagem de emissor comum (EC) Características de saída Características de entrada Efeitos da temperatura Zona de funcionamento seguro 3.5 Transístor em regime variável incremental Matriz de admitâncias Matriz de impedâncias Matriz de parâmetros híbridos Modelo?-híbrido Modelo T 3.6 Aplicações: circuitos amplificadores Circuitos de polarização Montagem de emissor comum (EC) Montagem de coletor comum (CC) ou seguidor de emissor Montagem de base comum (BC) 3.7 Aplicações: Circuitos inversores 3.8 Transístor bipolar de heterojunções (TBH) 3.9 Transístor de radiofrequência (RF) 3.10 Transístores de comutação 3.11 Transístores de injeção de eletrões quentes 3.12 Transístores de base permeável 3.13 Dispositivos integrados 3.14 O modelo SPICE para o TBJ 3.15 Síntese 3.16 Exercícios propostos Capítulo 4 Transístores de Efeito de Campo (FET) 4.1. Introdução 4.2. Transístores de efeito de campo considerados como resistências 4.3. Regime dinâmico 4.4. MOSFET 4.5. Princípio de funcionamento Modelo das bandas de energia na explicação do aparecimento do canal

3 Introdução Variação com x : aspetos qualitativos Variação com x : aspetos quantitativos Variação com y Característica estacionária Corrente no canal Caraterística estacionária na região de inversão fraca Característica estacionária na região de inversão forte Variação das características estacionárias com a temperatura Limitações dos modelos Característica dinâmica para sinais fracos Introdução Modelo incremental para baixas frequências Modelo incremental para médias frequências 4.6. Simbologia 4.7. Circuitos de aplicação do MOSFET - o inversor Inversor com carga passiva Inversor CMOS A redução das dimensões dos MOSFET (Scaling) 4.8. Transístor de efeito de campo de junção (JFET) Princípio de funcionamento Característica corrente-tensão do JFET Característica de dreno I D(U DS) para U GS constante Característica de dreno I D(U GS) para U DS constante Influência da temperatura Regime dinâmico Introdução Modelo incremental para baixas frequências 4.9. Montagens amplificadoras básicas com transístores de efeito de campo Introdução Montagem de fonte comum Montagem de dreno comum Montagem de porta comum Polarização das montagens amplificadoras básicas MESFET Transístor de efeito de campo de heterojunção (HEMT, TEGFET) Introdução Princípio de funcionamento Síntese Exercícios propostos Capítulo 5 Dispositivos Semicondutores da Eletrónica de Potência 5.1 Introdução 5.2 Interruptores básicos da EP Comportamento não ideal dos interruptores em EP Eficiência de conversão e potência de perdas 5.3 Tirístores Estrutura básica típica de um SCR Característica da estrutura p-n-p-n Díodo de Shockley ou díodo de quatro camadas Estado de bloqueio Processo de transição bloqueio-condução Estado de condução O SCR (Retificador Controlado de Silício) Característica estacionária do SCR Resistência de contorno porta-cátodo Comutação corte-condução. O espalhamento do estado de condução

4 Comutação condução-corte e a variação máxima temporal da tensão anódica (dua/dt)max O GTO (Gate Turn-Off) Aspetos físicos do modo de operação do GTO Comutação no GTO: Transição corte-condução (turn-on) Comutação no GTO: Transição condução-corte (turn off) 5.4 TRIAC (TRIode for Alternating Current) 5.5 DIAC (DIode for Alternating Current) 5.6 MOSFET de potência Estrutura básica Transístor bipolar parasita n+-p-n Díodo em antiparalelo Características estáticas do transístor MOS de potência Características de comutação Modelos Formas de onda para a comutação Transitório corte-condução Transitório condução-corte 5.7 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Estrutura Funcionamento Regime transitório: formas de onda na comutação 5.8 Síntese 5.9 Exercícios propostos Capítulo 6 Dispositivos Optoeletrónicos 6.1 Introdução 6.2 Noções de optoeletrónica 6.3 Fotodetetores Parâmetros característicos dos fotodetetores Rendimento quântico externo Responsividade Largura de banda Relação sinal-ruído Fotorresistências Fotodíodos Fotodíodo p-i-n Fotodíodo de avalanche Resposta em frequência Fototransístores Fototirístores 6.4 Células solares Efeito fotovoltaico em junções p-n Efeito das resistências série e paralelo Efeito da temperatura Células solares com rendimentos elevados Junção Schottky e Metal-Isolante-Semicondutor (MIS) Painéis solares 6.5 Díodos emissores de luz (LED) Princípio de funcionamento Propriedades elétricas Propriedades óticas 6.6 Laser de semicondutor Princípio de funcionamento do laser Estruturas para os lasers Característica potência luminosa-corrente e emissão espetral dos lasers Regime dinâmico 6.7 Acopladores óticos

5 Estrutura e princípio de funcionamento Característica Característica de transferência Influência da temperatura na relação de transferência de corrente Influência de uma resistência externa REB entre o emissor e a base 6.8 Síntese 6.9 Exercícios propostos Lista de Acrónimos Lista de Constantes Físicas Lista de Símbolos Glossário de termos correspondentes em português europeu e português do Brasil Bibliografia Índice Remissivo