Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

abreviado como MOSFET).
(a) Transistores de Junção
O transistor de junção é composto de duas junções p-n arranjadas traseira à traseira em
configurações tanto n-p-n quanto p-n-p ; a última variedade é discutida aqui. A Figura 19.21
é uma representação esquemática de um transistor de junção p-n-p junto com o circuito a que
ele atende. Uma região base do tipo-n muito fina está sanduichada entre regiões de emissor
tipo-p e de coletor. O circuito que inclui a junção base do emissor (junção 1) está com
“bias”para a frente, enquanto uma voltagem de “bias”reversa é aplicada através da junção
base-coletor (junção 2).
Figura 19.21. Diagrama esquemático de um transistor de junção p-n-p e seu circuito associado,
incluindo as características de voltagem de entrada e de saída-tempo mostrando ampliação de
voltagem. (Adaptada a partir de A.G. Guy, Essentials of Materials Science, McGraw-Hill Book
Company, New York, 1976).
A Figura 19.22 ilustra a mecânica de operação em termos do movimento de portadores de
carga. Uma vez que o emissor é do tipo-p e junção 1 é com “bias”para a frente, grandes números
de buracos entram a região da base. Esses buracos injetados são portadores minoritários na base
tipo-n, e alguns combinarão com a maioria os elétrons majoritários. Entretanto, se a base for
extremamente estreita e os materiais semicondutores tiverem sido apropriadamente preparados, a
maioria desses buracos terão sido varridos através da base sem recombinação, e depois através da
junção 2 para dentro do coletor do tipo-p. Os buracos agora se tornam uma parte do circuito
emissor-coletor. Um pequeno aumento em voltagem dentro do circuito emissor-base produz um
grande aumento em corrente através da junção 2. Este grande aumento na corrente do coletor é
também refletido por um grande aumento na voltagem através do resitor carga, que é também
mostrado no circuito (Figura 19.21). Assim um sinal de voltagem que passa através de um transistor
de junção experimenta amplificação; este efeito é também ilustrado na Figura 19.21 pelos dois
gráficos de voltagem-tempo.
Figura 19.22. Para um transitor de junção (tipo p-n-p), a distribuição e sentidos de movimento de
elétron e buraco (a) quando nenhum potencial é aplicado e (b) com apropriada “bias” para
amplificação de voltagem.
Raciocínio similar se aplica à operação de um transistor n-p-n, exceto que elétrons em
lugar de buracos são injetados através da base e para dentro do coletor.
(b) O MOSFET
Uma variedade de MOSFET consiste de duas pequenas ilhas de semicondutor do tipo-p
que são criados dentro de um substrato de silício do tipo-n, como mostrado em seção reta na
Figura 19.23; as ilhas são juntadas por um estreito canal tipo-p. Apropriadas conexões metálicas