Diodos semicondutores

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  • Publicado : 12 de março de 2013
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1-Introdução

Os Componentes semicondutores provocaram um grande avanço em tecnologia na área da eletricidade, aumentando o desempenho e a agilidade de muitos circuitos por um custo muito menor.
O componente semicondutor que praticamente deu inicio a esse avanço foi o diodo; que consiste resumidamente em um componente que em circuitos de corrente alternada, permite a passagem de corrente emapenas um sentido de condução, daí seu nome “diodo retificador”.
Além do diodo retificador, existem também outros elementos construídos da mesma forma, porém que apresentam outras características interessantes o que permite a sua utilização em diferentes circuitos.
Neste trabalho de pesquisa serão abordadas as características construtivas, o principio de funcionamento e a reta de carga da algunstipos diodos; também daremos ênfase aos varistores, termistores e por ultimo, mas não menos importante os fotoelementos, que se enquadram as fotocélulas, células fotovoltaicas e os famosos LED’s (Diodos Emissores de Luz).

2-Características Construtivas dos Diodos

2.1-Diodo Semicondutor

Cada fabricante possui a sua própria receita e, aliado ao fato de não existirem componentes perfeitoscriam muitas vezes diferentes tipos de produtos que no fundo acabam variando unicamente as próprias características construtivas.

2.1.1-Modelo Elétrico de um Diodo

O diodo semicondutor é basicamente uma junção P-N (Junção P é um material dopado com elementos trivalentes e N é dopado com elementos pentavalentes), ou seja, uma junção tipo P e outra tipo N geralmente de silício. Pois uma junçãoideal dessa natureza funciona como um curto-circuito ou uma resistência infinita não levando em consideração diodos específicos Zener e varactores.
Componentes ideais não existem e um diodo real possui outros parâmetros que devem ser levados em consideração como a resistência interna, capacitância de junção, capacitância de difusão e a indutância dos terminais que também afetam o processo para oqual ele foi designado.

2.2- Diodos Ponta de Contato

O diodo de ponta de contato de germânio tem uma pequena área de contato entre o ânodo e o material tipo N, tornando a capacitância de junção muito baixa C < 1pf. Isso o torna útil para altas freqüências e aplicações com um tempo de acionamento curto. O uso de ânodo de ouro-gálio (ponta) torna o tempo de acionamento menor que um nanosegundo (1ns). Também a polarização direta é menor que no diodo de silício. Mas ele também tem suas desvantagens, pois não suporta correntes maiores que 10mA.
E também existe diodo de ponta de contato feito de silício, mas tem características semelhantes. Mas devido a sua facilidade de sobrecarga não tem grande importância e são usados apenas em aplicações muito especiais.

2.3- Diodos de Junção deGermânio

Diodos de junção de Germânio têm sido superados quase que completamente pelos diodos de silício e, são usados apenas quando uma baixa polarização direta é necessária.
E também existem diodos de junção feitos de silício e são produzidos principalmente de três métodos. No processo de mistura, o material básico é uma pastilha de silício tipo N, dopado com antimônio, onde é inserida umabola de alumínio a alta temperatura. Durante o processo de solidificação, uma região N-P achatada é criada, pelos diferentes pontos de fusão dos materiais e pela difusão dos átomos de silício e alumínio. Devido a grande área de junção, essa técnica permite uma alta corrente direta, mesmo assim os parâmetros do componente estão sujeitos a uma grande tolerância.
Essa tolerância é muito menor noprocesso da difusão de junção. Nele, uma pastilha de silício tipo N com a superfície bem polida é aquecida até 1300 oC, depois da difusão essa superfície é carregada N+ pôr átomos P2O5 dopantes. Depois, essa camada dopada é removida de um lado da pastilha que depois é dopada com Boro. São fixados terminais e a pastilha é colocada em um disco.
Com essa área e a capacitância resultante, podem ser...
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