Resumo de Engenharia ELETRONICA -

A VÁLVULA -
1904: primeira válvula (diodo)
! Criada pelo cientista John Ambrose Flemming;
! Propiciou um avanço na criação de outros dispositivos e circuitos que permitiram a
execução de muitas tarefas que estavam sendo descobertas pelo homem naquela época;
! Foi utilizada até meados da década de 80, sendo hoje um dispositivo raro, encontrado em
rádios, televisores e aparelhos de som muito antigos;
! Porém, muitos dispositivos que trabalham em freqüências muito altas e que são ainda
muito utilizados, derivam da válvula;
! A válvula diodo é composta por duas placas metálicas, colocadas numa cápsula de vidro
em vácuo. Um filamento aquece uma das placas polarizada negativamente, denominada
cátodo, gerando um fluxo de elétrons (corrente elétrica ?) que atinge a segunda placa
polarizada positivamente, denominada ânodo.

Um dos triunfos das teorias cinética e atômica é sua capacidade de dar conta de quase todas as propriedades físicas da matéria, explicando, por exemplo, por que alguns materiais são bons condutores de calor, enquanto outros não (os isolantes). Existe uma classe intermediária de substâncias, chamadas semicondutores, que são melhores condutores do que os isolantes de eletricidade, mas não tão bons condutores como o cobre. Tais materiais monstram-se extremamente úteis para a eletrônica.

Um semicondutor puro como elemento silício apresenta uma condutividade elétrica bastante limitada; porém se pequenas quantidades de impurezas são incorporadas à sua estrutura cristalina, suas propriedades elétricas alteram-se significativamente. O material pode passar, por exemplo, a conduzir eletricidade em um único sentido, de forma que age um diodo. A adição de uma outra impureza lhe confere a propriedade de conduzir eletricidade apenas no outro sentido.

Uma combinação de tipos diferentes de semicondutores compõe o transistor, um dispositivo que pode ser empregado como uma válvula de triodo, substituindo-a em amplificadores e outros circuitos eletrônicos. E, admiravelmente, ao contrário da válvula, o transistor não consome energia (a válvula usa energia para aquecer seu catodo) e pode ser confeccionado em dimensões microscópicas, de maneira que centenas deles possam ser incorporados à um chip de sílica medindo apenas uns poucos milímetros.
Em 1874, Braun descobriu o efeito semicondutor em alguns sulfetos metálicos. Os primeiros elementos estudados foram o sulfeto de chumbo e o sulfeto de ferro. Em 1878 e 1879 David E. Hughes iniciou pesquisas no efeito semicondutor, a princípio como curiosidade, pois foi percebido ao acaso pelo cientista.

Embora Hughes não conhecesse o trabalho de James Clerk Maxwell, descobriu uma maneira de emitir ondas eletromagnéticas a partir de semicondutores. Em função de suas experiências acabou por inventar o detector eletromagnético por efeito semicondutivo, o diodo.
De uma maneira geral, semicondutores são sólidos nos quais à temperatura de 0 K (zero Kelvin) seus elétrons preenchem todos os estados disponíveis na banda de energia mais alta, isto é a banda de valência.

Um fato conhecido na física do estado sólido é que a condutividade elétrica é devida somente aos elétrons em bandas parcialmente cheias. Portanto a condutividade dos semicondutores à temperatura ambiente é causada pela excitação de uns poucos elétrons da banda de valência para a banda de condução. A quantidade de energia necessária para tirar um elétron da banda de valência e 'liberta-lo' na banda de condução é que determina se um sólido será um condutor, semicondutor ou isolante. Para um semicondutor esta energia é em torno de 1 eV (elétron-volt), para isolantes esta energia é dezenas de vezes maior. Nos condutores existem sempre bandas de energia semi preenchidas, portanto não existe uma quantidade mínima de energia necessária para se 'libertar' seus elétrons.

Nos semicondutores a condutividade não é causada apenas pelos elétrons que conseguiram pular para a banda de condução. Os buracos também chamados de lacunas que eles deixaram na banda de condução também dão contribuição importante. Tão importante que este buracos são tratados como partículas normais com carga positiva, oposta à do elétron.

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