relatorio de fisica

Páginas: 5 (1084 palavras) Publicado: 8 de dezembro de 2014
F 329 – Exp. 1. Lei de Ohm e caracterização do diodo – coleta de dados.

Conceitos
Montagem de circuitos simples, familiarização com os instrumentos de medida,
dispositivos ôhmicos e não-ôhmicos.
Introdução
A resistência (R) de um dispositivo eletrônico é definida pela relação V  R  I , onde
V é a diferença de potencial entre os bornes do dispositivo e I é a corrente passando por ele.Quando a resistência é constante, esta relação é a “Lei de Ohm”. Dispositivos que obedecem à
Lei de Ohm, como os resistores, são ditos ôhmicos (ou lineares). Outros dispositivos, tais como
o diodo, apresentam resistência elétrica dependente do potencial aplicado. Estes dispositivos
são ditos não-lineares (ou não-ôhmicos).
Resistores são dispositivos condutores, de resistência especificada,utilizados em
circuitos elétricos para controlar a corrente ou para transformar a energia elétrica em calor. Os
tipos de resistor mais usados são os resistores de carvão, resistores de filme metálico e carvão
e resistores de fio (níquel-cromo) enrolado, que diferem quanto ao elemento de resistência.
(Tarefa: faça uma pesquisa sobre a construção de cada tipo de resistor).
Existem vários tipos dediodos. Os mais comuns são fabricados com silício cristalino,
como o diodo a ser estudado neste experimento. O silício é um semicondutor, termo que
identifica o nível de condutividade para diferenciá-lo dos metais e dos isolantes. A
condutividade dos metais é ordens de grandeza maior do que a dos semicondutores. Já os
isolantes apresentam resistividades várias ordens de grandeza maiores que asdos
semicondutores. Entretanto, a caracterização de um material semicondutor não é dada apenas
pela sua condutividade. A característica fundamental de um semicondutor é possuir o que
chamamos de banda proibida, que é uma região (em energia) que os elétrons não podem
ocupar. Isto permite criarmos uma barreira de potencial para os elétrons (como a junção p-n)
ao unirmos dois semicondutores comdiferentes níveis de dopagem (outra característica dos
semicondutores). O estudo detalhado deste tema está além dos propósitos deste
experimento.
A barreira de potencial fica localizada no interior do dispositivo, e os elétrons precisam
ultrapassar esta barreira para que a corrente possa passar. Podemos imaginar os elétrons
como sendo carros, e uma montanha como sendo a barreira de potencial.É fácil descer a
serra, mas energia extra é necessária para subir. No diodo, há um sentido direto de passagem
fácil de corrente e um sentido inverso que bloqueia a corrente.
Na verdade a situação é bem mais complicada e envolve a condução de dois tipos de
portadores: os elétrons e os buracos. No caso do diodo, ao polarizarmos no sentido direto ele
conduz corrente de maneira exponencial emfunção da tensão aplicada. Para altas
polarizações, a expressão para a corrente é da forma:

1

(1)

I = Io exp(qV/kT)

onde q é a carga do elétron, V a tensão aplicada, k a constante de Boltzman e T a temperatura
absoluta. Entretanto, a curva completa é mais complicada devido aos vários mecanismos de
condução (que estão fora dos objetivos deste experimento). Desta forma não vamosinvestigar
o comportamento exponencial do diodo. Mas veremos que, de fato, a corrente aumenta de
forma muito rápida. No sentido de polarização inversa o diodo conduz um pouco, a resistência
é elevada de forma que a corrente é algumas ordens de magnitude inferior à corrente obtida
para polarizações diretas.
A figura abaixo mostra os símbolos do resistor (1a) e do diodo (1b), mostrando o
sentido emque ele deve ser polarizado para que a corrente possa passar. O símbolo tem uma
forma de seta que indica o sentido da corrente.

(a)

(b)

Figura 1. (a) Símbolo do resistor e (b) símbolo do diodo.
Neste experimento, pretende-se estudar as curvas características do resistor (ôhmico)
e do diodo (não-ôhmico).
Procedimento
Parte A - Resistor
1) Monte o circuito da Figura 2a usando um...
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