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Objetivo:

Analisar através de medições, as características e limitações do componente eletrônico Diodo Semicondutor e plotar sua curva característica.

Introdução Teórica:

Os diodos são componentes eletrônicos compostos de cristal semicondutor de silício ou germânio, numa película cristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes gases durante sua formação, os diodos sãodispositivos que permitem a passagem da corrente elétrica em um só sentido, bloqueando correntes vindas em sentido opostos.

A dopagem do diodo semicondutor e os cristais P e N

Através do processo de dopagem, átomos de silício ou germânico são trocados por átomos de outros elementos químicos. Esses átomos de outros elementos químicos são chamados de impurezas. Se um átomo de germânio ou silício forsubstituído por um átomo de um material químico que tenha cinco elétrons livres em sua ultima camada – como o fósforo, o antimônio e o arsênio – haverá um elétron sobrando na estrutura cristalina para cada impureza inserida, já que a estrutura cristalina está em equilíbrio quando os átomos possuem quatro elétrons livres cada. O material químico formado nesse processo de dopagem e chamado materialtipo N e sua característica é possuir elétrons sobrando em sua estrutura. Esses elétrons sobrando também são chamados de impurezas doadoras. Já se fizermos com que um átomo de germânico seja substituído por um átomo de um material químico que tenha três elétrons livres em sua ultima camada – como o boro, o índio e o gálio – haverá a falta de um elétron para tornar a estrutura equilibrada. O materialquímico formado nesse processo de dopagem é chamado material tipo P e sua característica é possuir lacunas sobrando em sua estrutura. Lacunas são espaços necessitando receber elétrons livres para manter seu equilíbrio químico. As lacunas também são chamadas impurezas aceitadoras.
Após dopadas, cada face dos dois tipos de cristais (P e N)terá uma determinada característica diferente da oposta,gerando regiões de condução do cristal, uma com excesso de elétrons, outra com falta destes (lacunas), e entre ambas, haverá uma região de equilíbrio por recombinação de cargas positivas e negativas, chamada de região de depleção à qual possui uma barreira de potencial.

Polarização do diodo

A polarização do diodo é dependente da polarização da fonte geradora. A polarização é direta quando opólo positivo da fonte geradora entra em contato com o lado do cristal P(chamado de anodo) e o pólo negativo da fonte geradora entra em contato com o lado do cristal N(chamado de catodo). Assim, se a tensão da fonte geradora for maior que a tensão interna do diodo, os portadores livres se repelirão por causa da polaridade da fonte geradora e conseguirão ultrapassar a junção P-N, movimentando-os epermitindo


a passagem de corrente elétrica. A polarização é indireta quando o inverso ocorre, Assim ocorrerá uma atração das lacunas do anodo(cristal P) pela polarização negativa da fonte geradora e uma atração dos elétrons livres do catodo(cristal N) pela polarização positiva da fonte geradora, sem existir um fluxo de portadores livres na junção P-N, ocasionando no bloqueio da correnteelétrica. Pelo fato de que os diodos fabricados não são ideais(contém impurezas), a condução de corrente elétrica no diodo(polarização direta) sofre uma resistência menor que 1 ohm, que é quase desprezível. O bloqueio de corrente elétrica no diodo (polarização inversa) não é total devido novamente pela presença de impurezas, tendo uma pequena corrente que é conduzida na ordem de microampéres, chamada decorrente de fuga, que também é quase desprezável.

[pic]

Gráfico mostra a curva característica do comportamento do diodo em sua polarização direta e
inversa.


A tensão de condução normalmente varia entre 0,5V e 0,8V, dependendo do diodo. Observamos, na prática, que diodos que suportam uma corrente maior normalmente possuem uma tensão de condução baixa (0,5V,...
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