TECNOLOGIA DOS SEMICONDUTORES COMPONENTES
Colecção Título do Módulo Coordenação Técnico-Pedagógica
Direcção Editorial Autor
Formação Modular Automóvel Tecnologia dos Semicondutores - Componentes CEPRA - Centro de Formação Prossional da Reparação Automóvel Departamento Técnico Pedagógico CEPRA - Direcção CEPRA - Desenvolvimento Curricular
Maquetagem
CEPRA – Núcleo de Apoio Gráco
Propriedade
Instituto de Emprego e Formação Prossional Av.. José malhoa, 11 - 1000 Lisboa Av
Edição 2.0 Depósito Legal
Portugal, Lisboa, 2000/03/03 148441/00
Copyright, 2000 Todos os direitos reservados IEFP
“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Prossional e Emprego, connanciado pelo Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE” “Ministério de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formação”
Colecção Título do Módulo Coordenação Técnico-Pedagógica
Direcção Editorial Autor
Formação Modular Automóvel Tecnologia dos Semicondutores - Componentes CEPRA - Centro de Formação Prossional da Reparação Automóvel Departamento Técnico Pedagógico CEPRA - Direcção CEPRA - Desenvolvimento Curricular
Maquetagem
CEPRA – Núcleo de Apoio Gráco
Propriedade
Instituto de Emprego e Formação Prossional Av.. José malhoa, 11 - 1000 Lisboa Av
Edição 2.0 Depósito Legal
Portugal, Lisboa, 2000/03/03 148441/00
Copyright, 2000 Todos os direitos reservados IEFP
“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Prossional e Emprego, connanciado pelo Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE” “Ministério de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formação”
Índice
ÍNDICE
DOCUMENTOS DE ENTRADA ÍNDICE ...................................................................................................E.1 OBJECTIVOS GERAIS DO MÓDULO ..................................................E.5 OBJECTIVOS ESPECÍFICOS ...............................................................E.5 PRÉ - REQUISITOS ...............................................................................E.7 CORPO DO MÓDULO INTRODUÇÃO INTROD UÇÃO ......... ................... ................... ................... .................... ................... ................... .................. .................. ............ .. 0.1 ....................................................................... ................................................ ............ 1.1 1 -SEMICONDUTORES................................... 1.1 -ESTRUTURA BÁSICA DOS SEMICONDUTORES SEMICONDUTORES .................................... 1.1 1.2 -SEMICONDUTORES -SEMICONDUTORES DOPADOS DOPADOS OU EXTRÍNSECOS .............................. 1.5
2 - A JUNÇÃO “PN” .............. .............................. ............................... ............................... ............................. ............. 2.1 2.1 -JUNÇÃO PN. FUNCIONAMENT FUNCIONAMENTO O .................................. .............................................................. ............................ 2.1 2.2 -JUNÇÃO PN “POLARIZADA DIRECTAMENTE DIRECTAMENTE................................. .......................................... ......... 2.4 2.3 -JUNÇÃO PN “POLARIZADA “POLARIZADA INVERSAMENTE ................................ ......................................... ......... 2.7 2.4 -O DÍODO .................................. ...................................................................... ................................................................... ............................... 2.8 2.5 -CARACTERÍSTICAS -CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DUMA JUNÇÃO “PN” ..................... 2.12 2.6 -TIPOS DE DÍODOS .............................. .................................................................. .................................................... ................ 2.17 2.6.1 -DÍODO EMISSOR DE LUZ - LED ................................. ..................................................... .................... 2.17 2.6.2 –DÍODO EMISSOR DE LUZ-LED................................... ....................................................... .................... 2.17 2.6.3 -FOTODÍODOS -FOTODÍODOS............................... ................................................................... .................................................... ................ 2.19
Mecânica de Veículos Ligeiros para Inspectores II Tecnologia semicondutores - Componentes
E.1
Índice
2.6.4 -DÍODO FOTOVOLTÁICO ............................................................................... 2.20 2.6.5 -DÍODO ZENNER ............................................................................................2.22 2.7 -DÍODOS DE POTÊNCIA.................................................................................. .......2.28 2.7.1 -RECTIFICAÇÃO DE MEIA ONDA .................................................................. 2.28 2.7.2.1 -RECTIFICAÇÃO DE ONDA COMPPLETA COM DÍODOS .......................... 2.30 2.7.2.2 -RECTIFICAÇÃO DE ONDA COMPPLETA COM DÍODOS MONTADOS EM PONTE (PONTE RECTIFICADORA).............................2.32 2.7.2.3 –ESTABILIZAÇÃO E REGULAÇÃO .......................................................... 2.35
3 -TRANSÍSTOR .................................................................................... 3.1 3.1 –INTRODUÇÃO ..............................................................................................................3.1 3.2 -PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO TRANSÍSTOR................................................3.3 3.3 -TIPOS DE TRANSÍSTORES .......................................................................................3.11 3.3.1 -TRANSÍSTORES DE POTÊNCIA........................................................................ 3.12 3.3. 2 -CODIFICAÇÃO DE TRANSÍSTORES ................................................................3.13 3.3. 3 -SIMBOLOGIA DE TRANSÍSTORES ................................................................... 3.16 3.4 -MONTAGENS COM TRANSÍSTORES ........................................................................ 3.17 3.4.1 -REGULADORES ELETRÓNICOS DE CARGA DE BATERIAS ..........................3. 17 3.4.2 -IGNIÇÃO TRANSÍSTORIZADA ........................................................................... 3.21 3.4.3 -DETECTOR DE SONOLÊNCIA ........................................................................... 3.23 3.5 -APLICAÇÕES PRÁTICAS COM TRANSÍSTORES ..................................................... 3.27 3.5.1 -TÉCNICA DE IMPULSOS .................................................................................... 3.27 3.5.2 -CIRCUITO MONOESTÁVEL ...............................................................................3.29 3.5.3 -CIRCUITO ASTÁVEL................................................................................... ........3.35 3.5.4 -CIRCUITO BIESTÁVEL ....................................................................................... 3.39 3.5.5 -FONTES DE ALIMENTAÇÃO ESTABILIZADAS..................................................3.41 3.5.6 - A MONTAGEM DARLINGTON............................................................................3.43 3.6 -CIRCUITOS BÁSICOS AMPLIFICADORES E TRANSÍSTORES................................3.44
E.2
Tecnologia semicondutores - Componentes
Índice
4 -OUTROS TIPOS DE TRANSÍSTORES ............................................. 4.1 4.1 - O TRANSÍSTOR DE UNIJUNÇÃO, UJT ....................................................................... 4.1 4.2 -TRANSÍSTOR DE EFEITO DE CAMPO (FET) .............................................................. 4.5 4.3 -FOTOTRANSÍSTOR ...................................................................................................... 4.7
5 -TIRÍSTORES ...................................................................................... 5.1 5.1 -CARACTERÍSTICAS DO TIRISTOR .............................................................................5.3 5.1.1 -TIPOS DE DISPARO DO TIRISTOR .....................................................................5.4 5.2 -OUTRAS CARACTERÍSTICAS .....................................................................................5.5 5.2.1 -CARACTERÍSTICA INVERSA ............................................................................... 5.5 5.2.2 -CARACTERÍSTICA DIRECTA SEM CORRENTE DE GATE .................................5.6 5.2.3 -CARACTERÍSTICA DIRECTA COM CORRENTE DE GATE ................................5.6 5.2.4 -ESQUEMA EQUIVALENTE DO TIRÍSTOR ...........................................................5.6 5.3 -TIRISTOR GTO.................................................................................... ..........................5.7 5.4 -APLICAÇÕES PRÁTICAS COM TIRÍSTORES .............................................................5.7 5.4.1 -FUNCIONAMENTO BÁSICO EM CORRENTE CONTÍNUA..................................5.8 5.4.2 -FUNCIONAMENTO BÁSICO EM CORRENTE ALTERNADA ............................. 5.11 5.4.3 -DISPARO DA GATE DO TIRISTOR POR MEIO DE SENSORES.......................5.14 5.4.3.1 -DISPARO POR LUZ ....................................................................................5.15 5.4.3.2 -DISPARO POR CORRENTE DO CORPO HUMANO .................................5.16 5.4.3.3 -CARREGADOR DE BATERIAS DE 12V 5A ................................................ 5.17 5.4.3.4 -SENSOR ESTROBÓSCOPICO PARA ACERTO DO PONTO DE IGNIÇÃO DO MOTOR .................................................................... 5.18 5.5 -CARACTERÍSTICAS DO TIRÍSTOR ...........................................................................5.19
Tecnologia semicondutores - Componentes
E.3
Índice
BIBLIOGRAFIA......................................................................................................................... C.1
DOCUMENTOS DE SAÍDA PÓS-TESTE .............................................................................................................................. S.1 CORRIGENDA DO PÓS - TESTE .......................................................................................... S.12
ANEXOS EXERCICIOS PRÁTICOS......................................................................................................... A.1 CORRIGENDA DOS EXERCICIOS PRÁTICOS ...................................................................... A.2
E.4
Tecnologia semicondutores - Componentes
DOCUMENTOS DE ENTRADA
Objectivos Gerais e Especícos
OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS No nal deste módulo, o formando deverá ser capaz de:
OBJECTIVO GERAL Identicar as partículas da matéria e as suas propriedades semicondutoras, bem como denir com grande clareza todos os componentes electrónicos mais usuais na industria automóvel
OBJECTIVOS ESPECÍFICOS
1. Com base na constituição da matéria atómica, identicar os elementos atómicos que melhor se ajustam ao fabrico de componentes electrónicos semicondutores.
2. Descrever como se processa com toda a clareza o mecanismo da corrente eléctrica neste tipo de materiais.
3. Enumerar quais os materiais usados para misturar com semicondutores por forma que estes sejam considerados de semicondutores dopados.
4. Face às técnicas de dopagem de semicondutor es, identicar num díodo ou transístor, quais as pastilhas tipo N e tipo P e qual o tipo de elementos que se combinam com os semicondutores por forma a obtermos semicondutores destes tipos.
Tecnologia semicondutores - Componentes
E.1
Objectivos Gerais e Especícos
5. Especicar com grande rigor, qual a constituição dum díodo e qual o seu comportamento quando funciona, polarizado directamente e indirectamente.
6. Distinguir um díodo convencional de um díodo de Z enner, e qual aquele que se adapta mais como recticador de corrente alternada e como regulador de tensão.
7. Descrever o signicado de tensão de Zenner, exemplicando num circuito de regulação de tensão, o componente que tem como função servir-se deste tipo de tensão.
8. Descrever o funcionamento duma junção NPN ou PNP a que damos o nome de transístor
9. Identicar, num circuito electrónico, os componentes semicondutores díodos e transístores.
10. Descrever o funcionamento de circuitos electrónicos como circuito mono estável, astável e biestável, enumerando as suas aplicações na área automóvel.
11. Identicar num circuito electrónico, um transístor e compreender a sua função.
12. Descrever o funcionamento do tirístor, especicando algumas possíveis aplicações práticas no automóvel.
E.2
Tecnologia semicondutores - Componentes
