Fundamentos de Eletrónica introduz os princípios físicos subjacentes aos dispositivos semicondutores mais importantes, estabelecendo a ligação dos aspetos científicos envolvidos com as aplicações práticas.
Os temas abordados incluem as principais caraterísticas de operação dos mais importantes dispositivos eletrónicos de material semicondutor, desde as estruturas mais simples, envolvendo resistências, até às de homojunção ou heterojunção, nomeadamente os díodos, os transístores bipolares e os transístores de efeito de campo. O livro inclui também uma descrição dos materiais semicondutores não elementares mais utilizados, quer nos dispositivos semicondutores convencionais quer nos dispositivos da área da optoeletrónica, dos quais se destacam os detetores e os emissores de luz. É ainda dada especial ênfase aos dispositivos da eletrónica de potência, sendo-lhes dedicado um capítulo do livro.
Esta obra apresenta uma exposição completa dos conceitos básicos, sempre acompanhada das interpretações físicas que permitam definir sem ambiguidades os domínios de validade associados a cada uma das situações em estudo. Como exemplos de aplicação são apresentados diversos problemas resolvidos, adequadamente distribuídos ao longo do texto, e, no fim de cada capítulo, um conjunto de problemas propostos, com as respetivas soluções.
A apresentação dos assuntos está dirigida primordialmente a alunos com uma preparação de base correspondente aos primeiros anos de cursos de Engenharia. O livro pretende dotar os leitores de uma sólida formação de base na área de eletrónica, que lhes permita acompanhar a evolução dos conhecimentos e tecnologias ao longo de toda a sua vida profissional.
Inclui glossário de termos correspondentes em português europeu e português do Brasil.
Capítulo 1 Semicondutores
1.1 Introdução
1.2 Semicondutores simples e compostos: Estrutura
1.3 Bandas de energia nos semicondutores
1.4 Semicondutores compostos ternários e quaternários. Variação das propriedades com a composição
1.5 Semicondutores intrínsecos e extrínsecos em equilíbrio termodinâmico
1.6 Geração e recombinação
1.7 Cálculo de n e p em semicondutores não-degenerados
1.8 Condução
1.9 Efeito de Hall
1.10 Difusão
1.11 Equação da continuidade
1.12 Síntese
1.13 Exercícios propostos
Capítulo 2 Díodo de Junção p-n
2.1 Introdução
2.2 Trabalho de saída e afinidade eletrónica
2.3 Junção p-n em equilíbrio termodinâmico
2.4 Junção p-n com polarização constante - característica estacionária I(U)
2.5 Disrupção por avalanche
2.6 Junção p-n em regime variável
2.7 Heterojunções
2.8 Exemplos de aplicação
2.9 Síntese
2.10 Exercícios propostos
Capítulo 3 Transístor Bipolar de Junções (TBJ)
3.1 Introdução
3.2 Simbologia e zonas de funcionamento
3.3 Transístor com polarização constante - equações de Ebers-Moll
3.4 Montagem de emissor comum (EC)
3.5 Transístor em regime variável incremental
3.6 Aplicações: circuitos amplificadores
3.7 Aplicações: Circuitos inversores
3.8 Transístor bipolar de heterojunções (TBH)
3.9 Transístor de radiofrequência (RF)
3.10 Transístores de comutação
3.11 Transístores de injeção de eletrões quentes
3.12 Transístores de base permeável
3.13 Dispositivos integrados
3.14 O modelo SPICE para o TBJ
3.15 Síntese
3.16 Exercícios propostos
Capítulo 4 Transístores de Efeito de Campo (FET)
4.1. Introdução
4.2. Transístores de efeito de campo considerados como resistências
4.3. Regime dinâmico
4.4. MOSFET
4.5. Princípio de funcionamento
4.6. Simbologia
4.7. Circuitos de aplicação do MOSFET - o inversor
4.8. Transístor de efeito de campo de junção (JFET)
4.9. Montagens amplificadoras básicas com transístores de efeito de campo
4.10. MESFET
4.11. Transístor de efeito de campo de heterojunção (HEMT, TEGFET)
4.12. Síntese
4.13. Exercícios propostos
Capítulo 5 Dispositivos Semicondutores da Eletrónica de Potência
5.1 Introdução
5.2 Interruptores básicos da EP
5.3 Tirístores
5.4 TRIAC (TRIode for Alternating Current)
5.5 DIAC (DIode for Alternating Current)
5.6 MOSFET de potência
5.7 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)
5.8 Síntese
5.9 Exercícios propostos
Capítulo 6 Dispositivos Optoeletrónicos
6.1 Introdução
6.2 Noções de optoeletrónica
6.3 Fotodetetores
6.4 Células solares
6.5 Díodos emissores de luz (LED)
6.6 Laser de semicondutor
6.7 Acopladores óticos
6.8 Síntese
6.9 Exercícios propostos
Lista de Acrónimos
Lista de Constantes Físicas
Lista de Símbolos
Glossário de termos correspondentes em português europeu e português do Brasil
Bibliografia
Índice Remissivo
António Carlos Baptista
Professor Auxiliar de Engenharia Eletrotécnica e Computadores (EEC) no IST da UTL.
Carlos Ferreira Fernandes
Professor Associado com Agregação em Engenharia Eletrotécnica e Computadores (EEC) no IST da UTL e investigador no Instituto de Telecomunicações (IT), polo de Lisboa.
Jorge Torres Pereira
Professor Associado com Agregação na Área Científica de Eletrónica do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores do IST e investigador do IT – Lisboa.
José Júlio Paisana
Professor Auxiliar em Engenharia Eletrotécnica e Computadores (EEC) no IST da UTL e investigador associado do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores (INESC).