INTRODUÇÃO

Com a necessidade de evoluir o ser humano sempre busca novas alternativas mais baratas e eficientes. Uma dessas alternativas foi a descoberta do Diodo e do Transistor.

Foi em 1904 que surgiu a primeira Válvula a Diodo, trazendo um grande avanço a aquela época, ela foi usada até meados da década de 80, mas até hoje podemos observar o Diodo nos televisores e rádios antigos.

O Diodo caiu em desuso, pois:

·         Ocupam muito espaço;

·         Aquecem muito devido ao aquecimento do filamento, portanto dissipa alta quantidade de energia em forma de calor.

·         Possuem baixa vida útil

Na Segunda Guerra Mundial as potências precisavam produzir equipamentos menores e mais eficientes, foi então que surgiu o transistor, após 11 anos de pesquisa os cientistas conseguiram produzir o primeiro transistor em 1947.

O transistor assim como o diodo é um semicondutor, ou seja, é quando os íons possuem uma lacuna sem elétrons, e eles ficam “passeando” sucessivamente de lacuna em lacuna, logo estabelece uma condução elétrica. Uma quantidade minúscula de dopagem tipo N(Ver Glossário) ou tipo P(Ver glossário) leva um cristal de silício de bom isolante a um condutor viável, mas não excelente – por isso o nome "semicondutor".

Podemos dizer que o transistor é o substituto das válvulas eletrônicas, ele é a unidade básica dos microcircuitos, microchips, microprocessadores, etc. Graças a ele, hoje temos nossos microcomputadores, rádio portátil, televisores, entre outros.

Por outro lado o Diodo também tem suma importância na eletrônica, ele converte uma fonte de corrente alternada para uma corrente contínua, esta propriedade é utilizada em grande número de circuitos eletrônicos e nos retificadores. Pode funcionar como proteção contra a troca de polaridades. Um dos inconvenientes do diodo consiste no fato de necessitar de cerca de 0,7 V para começar a conduzir, ficando com essa queda de tensão aos seus terminais.

DIODO

O diodo semicondutor é um componente não linear que permite a passagem de corrente num sentido e impede a passagem da corrente no sentido contrário.

Quando ligamos dois materiais um do tipo “P e outro do tipo “N”,o resultado se chama uma junção PN ou diodo semicondutor. Se utilizarmos o Silício, por exemplo, adiciona-se átomos de índio (In) para se obter o semicondutor do  tipo P e adiciona-se átimos de Fósforo (P), Arsênio (As) ou Antimônio (Sb) para obter o semicondutor  do tipo N, quando fazemos este tipo de operação se da o nome de: Dopagem do semicondutor, depois de unidos Pn fica com 2 terminais, o terminal ligado ao semicondutor do tipo “P” chama-se: Ânodo(A), o terminal ligado ao semicondutor do tipo N chama-se de Cátodo (K).O Ânodo A é reconhecido num diodo por ter uma risca circular em torno do encapsulamento  respectivo.

Se a fonte de alimentação for alternada, então o diodo conduz num dos sentidos da corrente elétrica e não conduz no outro sentido da corrente. Diz-se então que o díodo faz uma retificação simples da corrente alternada fornecida pela fonte.

1. Polarização direta – Liga-se o terminal positivo (+) da fonte de alimentação ao terminal P da junção e, portanto, o terminal negativo (-) da fonte ao terminal N da junção semicondutora.
2. Polarização inversa - Liga-se o terminal positivo (+) da fonte de alimentação ao terminal N da junção e, portanto, o terminal negativo (-) da fonte ao terminal P da junção semicondutora.

Geralmente, o fabricante fornece dados como: capacitância parasitária do diodo, características  mecânicas e térmicas do componente.

A retificação de onda completa, que pode utilizar dois ou quatro diodos, consoante a montagem, permite que o receptor seja alimentado pelas duas alternâncias da corrente fornecida pela rede de corrente alternada, embora a corrente no receptor tenha um só sentido. Na retificação de onda completa, a potência fornecida ao receptor duplica, relativamente à retificação simples.

Retificador de pico é onde ao invés de uma carga resistiva, temos uma carga puramente capacitiva, o capacitor só pode se carregar positivamente, pois o diodo não permite a circulação de corrente no semiciclo negativo, o díodo conduz totalmente a carga e carrega o capacitor com a tensão (eg-vd), se começa a cair o que tenderia a descarregar o capacitor, bloqueia imediatamente impedindo que o capacitor se descarregue, portanto o capacitor mantém a carga correspondente e a tensão entre suas extremidades.

Referência bibliográfica:

FURLAN, ROGÉRIO. Resistores. Disponível em: <http://www.lsi.usp.br/~roseli/www/psi2307_2004-Teoria-1-Retif.pdf>. Acesso em:    04 Nov. 2011.

TRANSISTOR

O transistor (transference resistor) é basicamente constituído de dois diodos, sendo que ambos compartilham a base, os transistores têm por função amplificar os sinais elétricos, ou seja, um amplificador (tornar um sinal elétrico mais fraco ou mais forte). Ele tem a capacidade de controlar a quantidade de eletricidade que é conduzida. Os microfones é um exemplo em que o transistor é utilizado.

Vamos observar o que acontece quando juntamos três porções, fazendo um sanduíche de uma porção N.

 De acordo com [01]:

PNP

“Cada uma dessas camadas tem sua peculiaridade:

·         a primeira camada P (da esquerda) tem largura média e é fortemente dopada, ou seja, tem muitos átomos trivalentes. Isto torna essa camada um fornecedor de lacunas (cargas positivas). Por isso ela é chamada emissor.

·         a camada central N é muito fina e tem uma dopagem média. Como ela é fina, ela não representa um empecilho muito grande para as cargas que vêm do emissor. Esta camada é chamada base.

·         a camada da direita é bastante larga em relação às demais e é fracamente dopada. Por ser responsável por receber os elétrons que saem do emissor e atravessam a base, esta camada é chamada coletor.”

Quando fazemos uma polarização direta emissor – base, podemos observar que ele se comporta como um condutor, ou seja, os elétrons são atraídos pelo pólo positivo da bateria.

 

Agora quando fazemos a polarização Base-Coletor, obtém-se um efeito interessante:

O Coletor exerce uma atração maior sobre os elétrons do que a base, pois ela é muito fina e o coletor está com energia extra gerada pelo pólo negativo da bateria. Com isso apenas uma pequena parte dos elétrons passam pela base e a maioria vai para o coletor. Para conseguir a amplificação precisamos aplicar uma pequena variação na Base para obtermos uma grande variação na corrente do Coletor. Com isso obtemos a amplificação, ou seja, entramos com uma pequena corrente (Via Base) e saímos com uma grande corrente (Via Coletor).

Amplificação. (Inspirado em desenho da Lucent).

Referência Bibliográfica:
SILVA, AGOSTINHO, ROSA. O que é transistor?. Disponível em: http://www.agostinhorosa.com.br/artigos/funcionamento-do-transistor.html.

CONCLUSÃO

Com os estudos realizados nosso grupo verificou que com a descoberta do diodo foi possível realizar a radiotransmissão, a partir disso o ser humano buscou melhorar o desempenho dos circuitos e, para isso, os cientistas conseguiram chegar a descoberta do transistor, foi então que iniciou-se a Era Digital, permitindo criar e “miniaturizar” tudo o que conhecemos hoje como eletrônico.