ATPS ELETRONICA

Introdução

A atividade prática supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de

ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas programadas e supervisionadas e que tem por objetivos:

- Favorecer a aprendizagem.

- Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e eficaz.

- Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.

- Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado.

- Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem.

- Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes

- Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação.

- Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas

práticos relativos à profissão.

- Direcionar o estudante para a busca do raciocínio crítico e a emancipação

intelectual.

Dado o circuito proposto abaixo, o grupo deverá identificar a função principal e possíveis aplicações para a configuração apresentada. A função de cada componente deve ser estudada, dando igual ênfase aos cálculos de polarização dos transistores. A definição das características de cada um dos dispositivos abrirá a possibilidade da simulação e posterior montagem de um

protótipo com componentes comerciais. Você poderá acionar uma lâmpada ou equipamento no qual a sua equipe julgue interessante para a demonstração do protótipo.

Fazer de acordo com a FONTE

Teoria dos DIODOS

O diodo mais comum consiste "simplesmente" da união de uma junção tipo N com uma junção tipo P. De um lado, ele possui material com muitos elétrons livres, enquanto do outro um material com muitas lacunas. No local de união desse material, alguns elétrons preencherão as lacunas (fenômeno chamado de recombinação), formando ali no meio uma região sem portadores de cargas livres. Essa região é chamada de camada de depleção. A figura abaixo esquematiza bem o interior do diodo:

O que acontece, com mais detalhes, é o seguinte. De um lado temos uma região N, ou seja, ela tem muitos elétrons livres. Essa região possui o material semicondutor (em geral silício) dopado com átomos pentavalentes, ou seja, que possuem 5 elétrons na última camada. Como na ligação covalente dos átomos de silício só são utilizados 4 elétrons, um daqueles cinco fica "sobrando", com bastante liberdade para se movimentar e conduzir corrente elétrica.

Do outro lado temos a região tipo P. Ali o material semicondutor é dopado com átomos trivalentes, ou seja, com apenas 3 elétrons na última camada. Como já falei antes, a ligação covalente necessita de 4 elétrons, mas como esse átomo possui apenas 3, ele deixa um "buraco" no lugar da ligação daquele quarto elétron. O nome desse buraco é lacuna, e ela se comporta como se fosse uma carga positiva, que se movimenta e conduz corrente elétrica.

No ponto onde as duas regiões se juntam (chamado convenientemente de junção) ocorre a mágica dos semicondutores. De um lado temos alguns elétrons com liberdade para se movimentar. Do outro temos lugares onde deveriam ter elétrons, mas a ausência destes formou um "buraco". Então é natural pensar que alguns elétrons que estiverem passando por perto acabarão "caindo" nesses buracos, realizando o fenômeno chamado recombinação, que já.falei.anteriormente.

Agora, naquela região central, não há nem elétrons livres e nem lacunas, ou seja, não há nada para conduzir corrente elétrica naquela parte do diodo. Então a configuração do diodo é a parte N, com elétrons livres, a camada de depleção, sem portadores de carga, e a região P, que possui lacunas que se comportam como cargas positivas.

Agora imagine o que aconteceria se invertêssemos o diodo, ou seja, colocaremos agora o pólo positivo no lado N e o pólo negativo no lado P. Com isso as lacunas seriam atraídas pelo potencial negativo enquanto os elétrons seriam atraídos pelo potencial positivo. Dessa forma os portadores de carga (lacunas e elétrons) se afastariam da região central, aumentando assim a camada de depleção. Nessa configuração, chamada de polarização inversa, o diodo não conduz; ele entra em bloqueio, se comportando como uma chave aberta.

Podemos visualizar a ação do diodo através do gráfico acima, chamado de curva característica. Partindo de uma tensão nula (zero volts), vamos analisar o comportamento do componente. Conforme aumentamos positivamente a tensão, o diodo passa a conduzir pequenas correntes elétricas. Porém, quando atingimos a tensão exigida para transpor a camada de depleção (em geral 0,7V) o diodo passa a conduzir intensamente, mantendo para si 0,7V da tensão da fonte. Basicamente, para tensões acima daqueles 0,7V ele se comporta como.um.curto.circuito.

Mas se aumentarmos negativamente a tensão, o diodo conduz apenas uma ínfima quantidade de corrente, que é chamada de corrente de fuga. Essa corrente é composta por uma corrente de fuga de superfície e também por uma corrente de saturação reversa. Prometo fazer um post a parte sobre elas, mas não se preocupe: na maioria das aplicações elas são desprezadas e considera-se o diodo reversamente polarizado como uma chave aberta, ou seja, que não conduz corrente alguma.

Porém, se a tensão reversa (a tensão "negativa") aumentar demais, ela irá acabar "rompendo" a camada de depleção. O valor dessa tensão limite é chamada tensão de ruptura do diodo. Quando ela é atingida ela provoca um efeito chamado "efeito de avalanche" e a partir desse ponto o diodo conduz intensamente mesmo estando reversamente polarizado. O valor da tensão de ruptura varia de diodo para diodo e, para conhecê-lo é necessário consultar o datasheet do componente. Vale também falar que existe