MII 2.1 MANUTENÇÃO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS ANALÓGICOS TEORIA DOS SEMICONDUTORES

MII 2.1 MANUTENÇÃO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS ANALÓGICOS TEORIA DOS SEMICONDUTORES

Objetivo da teoria dos semicondutores Antigamente, os circuitos eletrônicos utilizavam válvulas (tubos de vácuo, vacuum tube, em inglês) Esquema de funcionamento Exemplo de Válvula Válvulas funcionando

Objetivo da teoria dos semicondutores Atualmente, os circuitos eletrônicos utilizam componentes de estado sólido (solid state, em inglês); SEMICONDUTORES (DIODOS, TRANSISTORES, CI s, etc.) Exemplo de Diodo Exemplos de Transistores Exemplos de Circuitos Integrados (CI) Integrated Circuit (IC) - inglês

Objetivo da teoria dos semicondutores Nosso objetivo é compreender como a corrente flui nos semicondutores; A corrente em um semicondutor flui de modo diferente de um condutor; Corrente em um condutor Corrente em um semicondutor Semicondutor Intrínseco: Material cujas características elétricas são próprias de um semicondutor, possuindo poucas impurezas em bilhões de átomos em sua estrutura

Semicondutores Germânio e Silício Os primeiros semicondutores (diodos e transistores) eram feitos de Germânio (Ge) 4 elétrons de valência. Atualmente, o material semicondutor mais utilizado para fabricação de componentes é o Silício (Si) 4 elétrons de valência. Na natureza, os materiais tendem a se combinar de modo que existam 8 elétrons nas órbitas de valência de seus átomos Cristal de silício em estado puro, é mau condutor a baixas temperaturas

Semicondutores Processo de Dopagem Conforme os cristais de semicondutores puros são maus condutores em temperatura ambiente, se estabeleceu o processo de dopagem: Inclusão de impurezas químicas elementares a certa medida de partes por milhão no cristal semicondutor atualmente cristal de silício. Objetivo da dopagem: alterar a característica elétrica do cristal, torná-lo semicondutor a temperatura ambiente. Elementos comumente utilizados: Arsênio (As) Fósforo (P) Boro (B) MII 2.1 TEORIA DOS SEMICONDUTORES

Semicondutores Deslocamentos dos portadores de corrente A corrente em um semicondutor se dá pelo deslocamento dos portadores de corrente Em relação ao material tipo N (portadores: elétrons livres) Os elétrons circulam em direção ao terminal positivo da fonte de tensão Em relação ao material tipo P (portadores: lacunas) Os elétrons circulam em direção ao terminal negativo da fonte de tensão

RESUMO Camada de valência: última camada de um átomo, onde estão presentes os elétrons que participam de ligações químicas entre outros átomos. Portador de carga: presença de elétron livre ou buraco produzido pela falta de elétron; Tensão: energia necessária para mover uma unidade de carga através de um elemento (resistores, fios, semicondutores, etc). É medida em volts (V); Corrente: é a taxa de variação da carga em relação ao tempo e é medida em ampères (A); Potência: variação de energia (liberada ou absorvida) em função da variação do tempo; é medida em watts (W); MII 2.1 TEORIA DE SEMICONDUTORES Semicondutor: elemento de condução de corrente elétrica intermediário entre o condutor e o isolante Material tipo N: semicondutor com elétrons livres como portadores de cargas (majoritários) Material tipo P: semicondutor com elétrons faltantes como portadores de cargas (majoritários) Dopagem: processo ao qual um cristal de material semicondutor é submetido para aumentar a sua capacidade de condução

REFERÊNCIAS [1] ALVES CRUZ, Eduardo Cesar; CHOUERI JR., Salomão. Eletrônica Aplicada. Érica, São Paulo. 2008. [2] BOYLESTAD. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. Prentice Hall do Brasil, Rio de Janeiro. 1984.