Dispositivos semicondutores
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Dispositivos semicondutores
- 1. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Dispositivos Semicondutores Carlos Alberto dos Santos Professor Visitante Departamento de Ciências Exatas e Naturais Univ. Federal Federal Rural do Semi-Árido Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física Disciplina: Física Contemporânea carlos.alberto@ufersa.edu.br cas.ufrgs@gmail.com
- 3. MNPEF-UFERSA: 2016.1 A junção p-n cas.ufrgs@gmail.com Em qualquer dispositivo semicondutor existe pelo menos uma junção p-n.
- 4. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Diodos de junção p-n
- 5. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Diodos de junção p-n: LED azul cas.ufrgs@gmail.com
- 6. MNPEF-UFERSA: 2016.1 A junção p-n cas.ufrgs@gmail.com Região de carga espacial
- 7. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Formação da região de depleção cas.ufrgs@gmail.com Atenção: não há cargas livres na região de depleção. Os elétrons estão presos aos íons negativos, e as lacunas estão presas aos íons positivos. Essa região é como um capacitor, daí surge o campo eletrostático.
- 8. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Formação da região de depleção cas.ufrgs@gmail.com 1. No semicondutor tipo-N os portadores majoritários, elétrons, migram para a interface e se combinam com as lacunas no supercondutor tipo-P. Esta parte do semicondutor P fica negativamente ionizada. 2. Como os elétrons próximos à interface abandonaram o semicondutor N, sua camada na junção fica positivamente carregada, ou seja com excesso de íons positivos. 3. Como elétrons e lacunas combinam-se na interface, essa parte da junção é conhecida como região de depleção. 4. Ela tem propriedades similares às de um capacitor. Forma- se, portanto, uma barreira de potencial.
- 9. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Corrente na junção: polarização direta Barreira de potencial
- 10. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Corrente na junção: polarização direta cas.ufrgs@gmail.com
- 11. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Corrente na junção: polarização direta 1. Do terminal negativo saem elétrons em direção à junção no lado do semicondutor N. 2. O terminal positivo remove elétrons do semicondutor P, deixando lacunas que migram para a interface. 3. Se a voltagem da bateria for superior à barreira de potencial da junção, elétrons e lacunas se aniquilam e abrem espaço para mais elétrons e lacunas. É assim que surge a corrente. 4. A região de depleção fica mais estreita. cas.ufrgs@gmail.com
- 12. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Corrente na junção: polarização reversa cas.ufrgs@gmail.com
- 13. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Corrente na junção: polarização reversa 1. Os portadores majoritários de ambos os lados são atraídos para os terminais da bateria. 2. Isso implica em região de depleção mais larga e barreira de potencial maior. 3. Como não há recombinação de elétrons e buracos, também não há corrente no circuito, a não ser uma pequena corrente de fuga, devido a imperfeições na junção. 4. Eventualmente, elétrons e lacunas penetram na região de depleção e são fortemente acelerados. Ao chocarem-se com átomos nessa região, iniciam uma avalanche que origina a corrente de ruptura.
- 14. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Corrente na junção polarizada cas.ufrgs@gmail.com
- 15. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Parâmetros físicos do diodo PN cas.ufrgs@gmail.com 1. Barreira de potencial do Si: 0,6-0,7 Volt. 2. Barreira de potencial do Ge: 0,2 Volt. 3. Corrente direta: < 100 mA para pequenos diodos, até milhares de A para diodos de potência. 4. Corrente de fuga (reversa): 1 mA. 5. Voltagem de ruptura: 50-800 Volt.
- 16. MNPEF-UFERSA: 2016.1 MOSFET: Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
- 17. MNPEF-UFERSA: 2016.1 MOSFET: Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
- 18. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Funcionamento do MOSFET 1. Par de junções PN em ordem inversa. 2. Voltagem entre fonte e dreno não causa corrente. Uma junção estará com polarização reversa. 3. V>0 na porta, em relação à fonte, cria o canal. 4. V>0 no dreno, em relação à fonte, produz corrente através do canal.
- 31. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Efeito túnel de spin
- 34. MNPEF-UFERSA: 2016.1 Cabeçote de leitura magnetorresistivo