Curso grátis de eletrônica- Aula 1: Materiais Isolantes, Condutores, Semicondutores

Nessa primeira aula do Curso Grátis de Eletrônica vamos aprender sobre os materiais Isolantes, Semicondutores e Condutores. No que diz respeito ao materiais semicondutores aprenderemos sobre suas características elétricas e tipos de semicondutores empregados nos componentes eletrônicos.  Também será mostrado como a junção de dois tipos de materiais semicondutores (Junção PN) dá origem a interessantíssimas características elétricas, as quais são utilizadas para a construção do diodo semicondutor. No que diz respeito aos diodos será apresentado seu comportamento quando submetido a um sinal de excitação externo, fonte de alimentação. Por fim, será feita uma simulação para verificarmos o comportamento do diodo.

Materiais Isolantes, Semicondutores e Condutores

No que diz respeito à condução de corrente os materiais podem ser classificados como Isolantes, Semicondutores e Condutores.

Materiais Isolantes

Os materiais Isolantes são de grande importância nas aplicações elétricas e eletrônicas. Idealmente esses materiais não conduzem eletricidade, ou seja, podem ser utilizados para evitar que a corrente elétrica circule em partes que precisam ser desacopladas eletricamente nos circuitos eletrônicos, isolação galvânica. Como exemplo de aplicação dos isolantes podemos citar a fibra de vidro presente nas placas de circuito impresso, a qual garante que as trilhas de cobre possam ser isoladas, Figura 1 (em azul a fibra de vidro que isola as trilhas da placa). Também os materiais utilizados no encapsulamento dos componentes eletrônicos têm propriedades isolantes.

Figura 1 - Material isolante nas placas de circuito impresso.

Materiais Condutores
Os materiais condutores têm muitos elétrons livres, isso implica que, quando um condutor é submetido a um campo elétrico, seus elétrons se movimentam produzindo uma corrente elétrica. Os materiais condutores apresentam baixíssima resistência à passagem da corrente elétrica. Por este motivo, são empregados na interligação dos componentes eletrônicos, na transmissão da energia elétrica e na troca de informações em sistemas de comunicação. Como foi mencionado no parágrafo anterior, a fibra de vidro é o isolante das placas de circuito impresso e o cobre faz o papel do condutor que promove a conexão dos componentes eletrônicos.

Materiais Semicondutores
Os materiais semicondutores apresentam condutividade intermediária, situando-se entre os isolantes e os condutores. Esses materiais comportam-se ora como materiais condutores ora como isolantes, o que permite o controle da corrente elétrica nos circuitos eletrônicos.

Semicondutores do Tipo N e Tipo P

Os materiais semicondutores do Tipo N e do Tipo P são obtidos pelo processo conhecido como dopagem. A dopagem consiste na inserção de impurezas na estrutura cristalina do material semicondutor. Os materiais utilizados na dopagem irão determinar os mecanismos de condução da corrente elétrica no semicondutor. Nos materiais semicondutores do Tipo N (Figura 2 (a)) utilizam-se impurezas com elétrons fracamente ligados a camada de valência, dessa forma o mecanismo de condução se baseia no emprego dessas partículas para conduzir a corrente elétrica. Nos materiais do Tipo P (Figura 2 (b)) a impureza usada tem falta de elétrons na camada de valência, a falta de elétrons faz com que esses átomos tenham uma carga positiva.

Figura 2 -Semicondutor:  (a) do Tipo N e (b) do Tipo P

Rev.0 D Rev.1M

(Aula em Cosntrução)

Curso de Eletrônica Básico