SEMICONDUTORES

MARCONI criou o primeiro detector, chamado de detector galena, que consistia de um pedaço pequeno de CRISTAL DE GALENA, em cuja superfície se apoiava um fio matálico denominado bigode de gato.O cristal de galena com bigode de gato constitui , portanto, o primeiro DIODO de Estado Sólido, sendo Bigode de gato o Anodo e o Cristal de Galena o Catodo. Estava assim criado o primeiro Diodo de estado sólido, antes mesmo de ser inventada a primeira válvula diodo. Marconi, havia sem querer se antecipado ao futuro.

Teorias básicas dos semicondutores.

Os semicondutores também são chamados de dispositivos de estado sólido, em virtude da circulação de corrente se fazer por meio sólido, e não a vácuo, como era na época das válvulas. São componentes baseados na propriedade de certos materiais como o GERMÂNIO, SILÍCIO, SULFETO DE CÁRDMIO e o ARSENITO DE GÁLIO. Podem se comportar em determinado momento como condutores e em outros como isolantes.

OS DIFERENTES TIPOS DE DIODOS.

1- Diodos Retificadores1. Diodos de Sinal ou detectores2. Diodos Zener3. Diodos Emissor de Luz (LED)4. Diodos de Capacitância Variável (Varicap ou Varactor)5. Fotodiodos6. Diodos schottky ou Diodo Rápido.7. Diodos Laser.8. Diodos de Microondas.9. Diods de Túnel.

Diodos Retificadores:

É o tipo de diodo mais usado em eletrônica, sua função é retificar a corrente alternada, praticamente todos aparelhos eletrônicos trabalham com corrente contínua, sendo assim necessário a transformação da tensão alternada da rede elétrica em tensão contínua.

Em geral os aparelhos trabalham com tensões inferiores a tensão de rede elétrica daí a necessidade de se abaixar a tensão, e isso é feito geralmente através de um transformador abaixador, e após essa saída de tensão baixa usa-se o processo de retificação ou seja a transformação da tensão alternada em tensão contínua.Na realidade outros componentes serão incrementados para que a tensão continua seja pura, isso veremos mais a frente.

Diodos de Sinal:

Também chamados de diodos Detectores, são geralmente fabricados de Germânio o que lhe permite operar em altíssimas frequências com pequenos sinais.São muito utilizados em receptores de rádio com a finalidade de separar RF (Radio Frequência) do Áudio. Ou seja a informação do que se deseja ouvir. A esta operação é dado o nome de Detecção.

Diodos Zener:

Antes de falarmos sobre o Zener, abriremos um pequeno espaço para uma ligeira explicação para fala r de Tensão de avalanche, tensão reversa ou tensão de ruptura.Quando um diodo é polerizado inversamente pode chegar a conduzir quando a tensão aplicada atinge um certo valor.Essa tensão denomina-se Tensão de Avalanche ou tensão de ruptura.Quando um diodo comum entra na região de avalanche , a corrente inversa de fuga cresce subtamente e pode chegar a distruir o diodo, portanto um diodo comum não foi feito para trabalhar polarizado inversamente, sob pena de sofrer sérios danos, como por exemplo entrar em curto.Os diodos Zener são especiais, projetado para trabalhar na zona de ruptura, comportando-se diretamente como diodos retificadores comuns e em polarização inversa como referência de tensão.A característica que define a sua função é quando aplicamos a uma tensão reversa num diodo, ela aumenta a largura da barreira de potencial, gerando um aumento de tensão e que fornecerá uma maior energia aos elétrons, gerando um grande aumento de corrente conhecido como efeito avalanche, porém em ambos efeitos citados anteriormente a corrente aumenta bastante, porém a tensão se mantem constante, por essa razão os Diodos Zener são utilizados como estabilizador de tensão.

DIODO EMISSOR DE LUZ (LED)O diodo LED foi lançado no mercado em 1972, tendo desde essa época alcançado um grande sucesso no mercado.Esses componentes vieram substituir as lâmpadas incandescentes por apresentarem inúmeras vantagens como sejam:a. Uma vida útil cerca de 100 vezes maior que as lâmpadas incandescentes.b. Superioridade mecânica, isto é não se quebra facilmente.c. Ausência de transientes , provocado quando é ligado o aparelho ou

equipamento.

De acordo com o material semicondutor e a dopagem utilizada, é determinado o comprimento de onda da radiação, ou seja a cor da luz emitida. São elas.

1. Vermelha2. Azul3. Verde4. Amarelo5. Laranja6. Infra-vermelho.

São normalmente feitos de Arsenito de Gálio Fosfatado, que emitem luz de forma continua quando polarizado diretamente.São utilizados primariamente como indicadores e visualizadores em equipamentos eletrônicos de uma forma geral.Para que um Diodo LED acenda é necessário a aplicalção de uma tensão continua de pelo menos 2 volts em média.Devemos observar alguns parâmetros para que não sejam danificados, são eles:

1. Tensão direta (VF)2. Tensão Inversa (VR)3. Corrente Máxima Direta (IF)

A Tensão VF é tipicamente da ordem de 1,6 Volts a 2,8 Volts.

A Tensão VR é da ordem de 4 a 5 Volts, e uma tensão superior a esse limite causa destruição imediata.A Corrente IF , varia de acordo com o tipo de LED, e pode variar de menos de 20 mA até mais de 100 mA e intensidade luminosa com menos de 0,5 mcd(Milicandelas) até mais de 4000 mcd, (Milicandelas é um sub-múltiplo dessa unidade).O catodo é identificado pelo lado plano ou pela perna mais curta do diodo.

Odiodos LED devem ser protegidos com um resistor em série com o mesmo, isto se faz necessário para limitar a corrente que passa através dele.O resistor deve ser calculado levando-se em consideração a tensão da fonte de alimentação usada.

Os diodos LED Infra-Vermelhos, ou IREDS são diodos que emitem luz invisível para o olho humano, e é muito utilizado em eletrônica em controle remotos.

DIODOS DE CAPACITÂNCIA VARIÁVELSabemos que quando se une dois Cristais Semicondutores para formar uma junção PN, eles criam próximo dos pontos de junção uma Barreira de Potencial, que terá uma determinada largura criada pelo equilíbrio das cargas. Portanto nos cristais P e N temos cargas positivas e negativas dispostas como se fossem placas condutoras, separadas a uma certa distância, que forma uma espécie de capacitor.A capacitância do diodo é então controlada pela tensão aplicada. Quando o diodo é polarizado Inversamente , sua Barreira de Potencial tenderá a aumentar, com o aumento da tensão de polarização, aumentará a Barreira de Potencial, consequentemente aumentará também a distância entre as placas condutoras, diminuindo assim a capacitância di diodo. Quando esta tensão de polarização diminui , diminui também a barreira de potencial , diminuindo também a distância das placas condutoras, aumentando a capacitância do diodo.Estes tipos de diodo ou seja VARICAP, também conhecido como VARACTORES, trabalham polarizados inversamente, e atuam como se fossem capacitores variáveis controlados por tensão.Esta característica os faz muito úteis como elementos de sintonia em Radios e Televisores, mas também usados em Osciladores, Geradores de FM e outros circuitos de alta freqência.

Estes diodos marcaram o fim dos antigos capacitores variáveis mecânicos na sintonia de Rádios, principalmente po acabarem com a incomoda cordinha do dial do rádio, cuja colocação era um verdadeiro problema.A capacitância do diodo VARICAP varia em função da tensão Inversa aplicada.

FOTODIODOS

São diodos que possuem uma janela transparente cuja corrente Inversa pode ser controlada em uma ampla categoria, regulando a quantidade de luz que passa pela janela e incide sobre a união PN.Quanto maior for a quantidade de luz incidente, maior será a corrente inversa produzida, serão gerados um maior número de Portadores Minoritários e vice-versa.A corrente produzida por um foto-diodo não é constante para todos os comprimentos de onda, algumas luzes de intensidade equivalentes, mais de cor diferente, terão um efeito diferente. Naturalmente cada tipo de foto-diodoTem uma curva de resposta própria para o comprimento de onda da luz de entrada, por essa razão é necessário escolher o foto-diodo conforme as necessidades particulares para cada aplicação. São muito utilizados como sensores de luz em fotografia, sistema de iluminação, contadores de objetos, sistema de segurança etc.Para identificação basta verificar : A perna maior é o Anodo e a menor o Catodo.

DIODOS SCHOTTKYDiodos schottky, tabém denominados diodos de comutação rápida, são fabridados de silício e se caracterizam por possuírem uma queda de tensão direta muito pequena, de aproximadamente 0,25 Volts ou menos, e por ser rápidos são muitos utilizados em fontes de potência, sistemas digitais, equipamentos de alta frequência e principalmente no circuito de varredura horizontal dos televisores.

DIODO LASER:Inicialmente vamos ver o que é feixe de luz comum e feixe de luz laser.A grande diferença existente entre a luz comum e a luz produzida por um feixe de laser, é uma luz coerente, ou seja todos os fótons contidos num raio laser possuem a mesma frequência. Em outras palavras: são ondas que viajam coordenadamente como se estivessem num desfile militar, numa só direção.

Por essa razão enquanto a luz comum se dispersa em todas as direções, o raio laser pode ser direcionado com precisão na forma de finissímo feixes.O laser é uma luz muito intensa porque toda a sua potência emitida pela fonte luminosa está altamente concentrada.Os diodos laser são na realidadeLEDs que emitem luz Monocromática, geralmente vermelha ou infra-vermelha, fortemente concentrada, focada com precisão , faz com que esta seja perfeita para a leitura das microscópicas variações superficiais, como é o caso do Compact Disc e dos DVDs.Para se Ter uma idéia da microscópia da superfície de um CD e da sensibilidade do LASER, basta dizer que um fio do seu cabelo e capaz de cobrir 30(trinta) trilas de um CD. São muito usados em computadores, nos HD e DRAIVE de CD ROM, Sistema de Áudio e Vídeo para ler Compact Disc (CDs) que tenham dados, música ou filme.É utilizado também em Sistemas de Comunicações para enviar informações através de fibra ótica, e outras aplicações.

DIODOS DE MICROONDAS:São dispositivos desenvolvidos para trabalhar com frequências bem elevadas, em torno de GHZ, onde a capacidade de resposta dos diodos comuns está limitada por seu tempo de trânsito, ou seja, o tempo que demoram os portadores de carga para atravessar uma junção PN.Os diodos mais conhecidos são: DIODO GUNNDIODO PINDIODO IMPATT

Os diodos PIN são utilizados principalmente como resistores variáveis por tensão .Os diodos GUNN e IMPATT são utilizados principalmente como osciladores.Os diodos GUNN são muito utilizados em Radares anti-roubo.

DIODOS TÚNEL:

Os diodos TÙNEL , também conhecido pelo nome de diodo ESAKI, em homenagem ao físico Leo Esaki, caracterizam-se por possuir uma zona de Esgotamento extremamente delicada e Ter sua curva VI uma região de resistência negativa onde a corrente diminue a medida que a tensão aumenta.São muito utilizados como detectores, amplificadores, osciladores, multiplicadores interruptores, ou em outras aplicações de alta frequência.