IntroduçãoCondutores - Semicondutores - IsolantesDopagemSemicondutor tipo-pSemicondutor tipo-nJunçãoPolarização Direta e Reversa
•Exemplos de semicondutores de junção: Diodos: tipos, características
• circuitos• Transistores: tipos, características, funcionamento
ConteúdoConteúdo
Curva Corrente(I) x Tensão(V)
Região DiretaRuptura
Joelho
Corrente de Fuga
v
i
Região Reversa
VD
I
V
ABERTO CONDUÇÃO
+- vD
I•VD=0,6V para silício•VD=0,2V para germânio
V
R1
R2
R3
VD1
I1 I2
Circuitos (ALGORITMO)
Passo 1: Para cada diodo fazer uma HIPÓTESE do estado de operação;Passo 2: Aplicar leis de Kirchhoff (encontrar correntes e tensões);Passo 3: Correntes dos diodos positiva, concluído; corrente em pelo menos um diodo negativa, refazer;
Como formular a HipóteseDIODO RETIFICADORPasso 1: Supor corrente nula em todos os diodos;Passo 2: Calcular a tensão VDi de cada diodo;Passo 3: Para equações do tipo
±VD1 ±VD2 ±... ±VDn=K(não nula) Manter um dos VDi em cada equação e substituir os demais por zero;Passo 4: Se resultar em valores VDi de sinais distintos, testar os estados na seguinte sequência: 1) condução direta; 2) aberto;Passo 5: VDi>= VD diodo em condução, caso contrário, aberto.
Exemplo 1 (pág. 131)
10V
1Ω
6 Ω
5 Ω
VD1
I2I1
1 1 2
1
1
10 1 6( ) 010 7 0
1,43
I I II
I A
− + + − =− + ==
2 0I =hipótese
2 1 2 1
1
1
6( ) 5 06( 1,43) 0
8,58
d
d
D
I I I VV
V V
− + + =− + =
=
condução
Exemplo 1 (continuação)
10V
1Ω
6 Ω
5 Ω
VD1
I2I1+_
1 1 2
2 1 2
10 1 6( ) 06( ) 5 0,6 0
I I II I I
− + + − =− + + =
1
2
2,601,36
I AI A==
2 1,36DI I A= = 0 conduçãoDI >
(0,6)(1,36) 0,816DP W= =
Transistor
Dispositivo controlador de intensidade de corrente, possui três terminais: emissor, base, coletor.
O mecanismo pelo qual controla a intensidade de corrente varia, podendo classificá-los como:•Transistores Bipolares;•Transistores de Efeito de Campo (FET’s).
Transistores Bipolares
A corrente do coletor é controlada, enquanto a corrente da base é o mecanismo controlador.
P N Pemissor coletor
base
N P Nemissor coletor
base
Cada uma das junções do transistor se comporta de forma anteriormente apresentada para diodos de junção.
Transistores Bipolares
Existem 4 possibilidades de polarização das junções:••Região de CorteRegião de Corte: base-emissor e base-coletor: PR. Não há circulação de corrente.••Região de Saturação:Região de Saturação: base-emissor e base-coletor: PD. Circula corrente pelas duas junções.••Região Ativa Direta(RAD):Região Ativa Direta(RAD): base-emissor(PD) e base-coletor(PR).••Região Ativa Reversa(RAR):Região Ativa Reversa(RAR): base-emissor(PR) e base-coletor(PD).
P N Pemissor coletor
base
Transistores FET’s
A intensidade de corrente nos transistores de efeito de campo é controlada por meio de uma tensão.
Existem dois tipos de transistores de efeito de campo:•JFET : Transistor de efeito de campo de junção;•MOSFET: Transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor.
MOSFET’s – base para construção dos circuitos lógicos CMOS.Vantagens: baixa dissipação de potência e comportam mais componentes por unidade de área.
MOSFET tipo enriquecimento
N N
P
D G S
SB
R V
++++++++++++++++++++++
-----------------------------
VGS
Speed: 100 HzSize: 10-2 mCost: $106/transistor
Speed: 109 HzSize: 10-7 mCost: $10-5/transistor
Transistores – a evolução...
Fonte: M.Knobel,2005
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