Fundamentos de Semicondutores: Definições Básicas e Classificação de Materiais, Manuais, Projetos, Pesquisas de Física

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Formador: MSc. Lino Alfredo de Castro

Módulo:

Analisar e Testar Fontes Electrónicas de Alimentação

Maputo 6/30/

ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA INDUSTRIAL CV Tema: Fundamentos de Semicondutores 1

Definições Básicas

1 .Condutor é qualquer material que apresenta um nível elevado de condutividade sob pressão de uma fonte de tensão aplicada, isto é, facilita a passagem da corrente elétrica com menor dificuldade. 2 .Isolante é o material que oferece um nível muito baixo de condutividade sob pressão de uma fonte de tensão aplicada. 3 .Um semicondutor éo material que possui um nível de condutividade entre os extremos de um isolante e um condutor, isto é, a condução assim como a bloqueio da corrente são condicionados (temperatura,tensão ).

Semicondutores Intrínsecos

Os semicondutores mais comuns e mais utilizados são o silício (Si) e o germânio (Ge). Ambos são elementos tetravalentes, ou seja, apresentam quatro eletrões na camada de valência. Figura 4 – Estrutura interna do Ge e Si São semicondutores sem impurezas, isto é puros sem átomos de outros elementos químicos

Dopagem de Semicondutores 5 6/30/ A dopagem é um processo de adição de átomos de outros elementos, tais como Índio (In) e Arsênio (As) no silício ou germânio. Os elementos adicionados são designados por impurezas (doadoras ou aceitadoras). Figura : Material do tipo N Se o cristal de silício for dopado com átomos pentavalente (impurezas doadora) tais como, arsênio, antimônio ou fósforo, produz-se um semicondutor do tipo N (negativo). Portanto,o fluxo da corrente neste material é devido à electrões

Semicondutores– Resumo

Semicondutores intrínsecos: Semicondutores sem impurezas Semiconductores extrínsecos: Tipo P:

- Mais lacunas (maioritários) que electrões (minoritários). - Impurezas do grupo III (aceitadores). - Todos os átomos de aceitador ionizados “-”. Tipo N: - Mais electrões (maioritários) que lacunas (minoritários) - Impurezas do grupo V (dadores). - Todos os átomos de dador ionizados “+”

Polarização Directa da Junção PN 6/30/ Consiste em ligar o terminal positivo da bateria no elemento P da junção PN e o terminal negativo da bateria ao lado N. 9 Nesta condição o díodo conduz, comporta-se como interruptor fechado

Curva Característica do Díodo

Nesta condição o díodo não conduz (bloqueia), comporta-se como interruptor aberto

Curva Característica do Díodo

12 6/30/ Na polarização direta só existe corrente elétrica se a tensão aplicada no diodo for maior que 𝑈𝐷( 0 , 7 V). Existirá uma corrente máxima que o diodo poderá conduzir ( 𝐼𝑑𝑀 ) e uma potência máxima de dissipação (𝑃𝑑𝑀): 𝑃𝑑𝑀 = 𝑈𝑐𝑐. 𝐼𝑑𝑀 O díodo normal quando polarizado inversamente, ocorre nele um fenômeno designado efeito avalanche ou efeito zener , que consiste num aumento repentino da corrente de fuga ( If) dissipando potência suficiente para ruptura da junção PN e danificando assim o díodo. 𝐼𝐷 = 𝑈𝑐𝑐 − 𝑈𝐷 𝑅

Alguns Díodos Comercias

Referências Bibliográficas

MALVINO, Albert Paul. Eletrônica - Vol. 1 e 2. 4ª ed. São Paulo: Pearson. MARQUES, Angelo Eduardo B.; CRUZ, Eduardo Cesar A.; CHOUERI JÚNIOR, Salomão. Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores - Estude e Use. 12ª ed. São Paulo: Érica. 408 p. http://ltodi.est.ips.pt/beirante/electronica1/Acet_diodo.pdf https://pt.slideshare.net/MarioTimotius/semicondutores-juno-pn- 24835671