Semicondutores:
Diodos e Transistores

1. Semicondutores

Para se ter uma boa compreensão acerca da teoria dos diodos, transistores e circuitos integrados, faz-se necessário, primeiramente, conhecer os semicondutores: materiais diferentes dos condutores e isolantes, cujas características estão relacionadas à presença de lacunas em sua estrutura.

Materiais condutores, como o cobre, apresentam apenas um elétron na camada de valência. Esse elétron pode ser deslocado de um átomo para outro átomo com o menor valor de tensão, o que garante num material a condição de bom condutor. Materiais isolantes apresentam oito elétrons na camada de valência. Já os …exibir mais conteúdo…

Portanto, quando elétrons livres adicionais penetram na região da camada de depleção, o campo elétrico tende a empurrá-los de volta para a região n. A intensidade do campo elétrico aumenta à medida que os elétrons cruzam até que o equilíbrio seja atingido. Isso significa que o campo elétrico eventualmente interrompe a difusão de elétrons por meio da junção. O potencial equivalente a esse campo elétrico é chamado barreira de potencial. À temperatura de 25ºC, a barreira de potencial é aproximadamente igual a 0,3 V para os diodos de germânio e 0,7 V para os diodos de silício.

A figura 1.4 mostra uma fonte cc alimentando um diodo. O terminal negativo da fonte está conectado ao material do tipo n e o terminal positivo ao tipo p. Essa conexão é chamada polarização direta.

Figura 1.4 – A polarização direta

Os elétrons viajam pela região n como elétrons livres. Na junção, recombinam-se com lacunas, tornam-se elétrons de valência e viajam como tais pela região p. Após deixar a extrema esquerda do cristal, circulam pelo terminal positivo da fonte, no qual são forçados até o terminal negativo. Em seguida, entram pela extrema direita do cristal. Enquanto a tensão aplicada for maior do que a barreira de potencial, haverá uma corrente incessante no circuito. Invertendo a posição da bateria, o diodo estará em polarização reversa.

Figura 1.5 – A polarização reversa

Nessa conexão, elétrons são atraídos pelo terminal