k BARDEEN, i BRATTAIN E

SHOCKLEY

DÍODOS

O PRINCIPIO

MANUAL DE INSTRUÇ~ES

OU1 - Um- nwn

r a m o - --- Y.l - . i k n b b - O ~ L - b i r . L a f w + n c d o IY*kQrlsLIi-

outros &rocem bife0 se n4ò forem d.vld.- mente utllbadoa. Sim riwmunwintr a cada

6s ~nstniÇ&C-d~ü Manual 8 pmcure MO dsrgendlmr nada. O mte ib l incluido n m e "klt" foi mlnucioramente controlado e M.do. Com de você pcderú realizar pda menoa três v- todas as expeHncias cbkrltas.

COMO USAR ESTE MANUAL Iy.*IY*.

Lendo este Manual e vendo as figures, você ooa-.i".m OiiLbill.l*&.

vai fazer algumas experibncias.Tenha Mmpra um I6pis h d o . para nrponder os testes ou prwncher os napaços em branco. qwodo neceddo.

Vocb poda h= todas as exp.d*idae .c-c-- em ~ ~ u l d . OU por m p e u sozinho ou com amigos.

oornirrr-ruo Sempmquo aparear uma faixa vermelha t~-.i&&. como na flgura ao lado. da - - -.- cont6m uma resposta ao que foi perguntado no Item anterior. Responda primeiro e aá dapòia confira a resposta. 9 - ,i.rlrilc-* Pare vedcar M v o d a~ t tou , * i~(rilr

bs ta por o decifrador (piAalco .ri.---

tmnrpamntei sobra a fsixa. an MANUAL MIHRUCOI ~ m u n Y W < * O O Y I * L . D U I I ( I I I M W U m D n l M Y J t D O W 4 C U Q M a U H I ~

rmeddWiptawmEiFprr-a -tos dede k k tesoura; &e- te; fw; fa desivai ~ a d r s p o ou fita ioolmci *a; h&r .

EXPERIMEMTO A: CORRENTE ALTERNADA E CONTINUA - O AN-R

aa#rW UtPbdo: tubo PiwGo; luvas plbt- rnMs de alumhim; pinos mailii; plup ~WCOS; lâmpada néon; um mister; fm ma- bato, fim de oobre. régua-suporte.

Gurrdccu idPdo~teo pcdagtde Bo cem 20 cm. Você vai usi-lo mais tarde.

Ciutc 2 c a m l I R P 3

o pod.po de fm cm. m seguida, desces-

@e cerca & 13 cm nas duas extra dssses dois pedaços de fio,

U M B ' ~ ~ uma faca ou gilete.

4@-= a m d c r c i i c d . d e i danOt(de65 em) d r c o d dc imi;ln e a luva plWca. Bm a r m p m ~ ~ a luva plástica pindemo&Imeldeaiumúiio,a h r k p r c e a e í b m a p o n t a d o f m a k a i a m e o a e l .

Monte outro coktor. Pua iam, mc, a m a luva pllsticr dcn-

tro do outro and de dumínio, a prenda mtre des a ponta do outro fm descascado.

Passe o tubo pihico por dentro 6 áe um doa coletores até que a extremidade do tubo plúetico fique a 2 cm de distância do anel de aludnim.

Agora introduza o oficio da 7 rçgui-mpate na extremidade do

Em seguida, introduza o ouao 8 c o l a no tubo p~lstico, de modo que a régua-suporte fque presa aitre os anéis de aiunúnio dos 2 coletores.

o IKI do mletor que está 9mibprórhaodaextrQniddedo tubo p l h e passeo por dentro do tubo plbtico.

Você pardou um pedaço de fio 10 com 20 an de comprimento. Agora corte0 ao meio. Eqi -ida, usmdo uma gilete, rçtirp euidadosa- mente toda a eipr plhtiaa que rcoo- bre0aZped;içosdcf~mm IOem. Com isso você obtém 2 feixes de fp zinhoa p le t i l i s , com 10 cm de comprimeato.

tomo de um mel (lp rlulnhb. m o l e km as postas dos fws pua que a pute que @volve os méii de aiunúnio fique km ri#rtda sobre eles.

h w s fms meSLliws que esvolvan os ui6h de Jumíqios serão chqma-

rteuis-wportc e o wbu na frce Se- rior dessa +C. Rendo os fm ntssl p0~&&. U& fm b O l ~ @ (ou mparwlrapo) e deixando I m umrp(intadcfw~omarcide1em (nas d u r fml.

- -

&4 Agora v& vai i*u a limpada h aos coletorcs,uJ.ndo os 2

paiqw de fm de cobre. Para h, hp. o seguinte: 1) enrole a ponta r q d a de um dos fms de cobre a um dos Tiod da lâmpada néon; 2) ea- role a outra ponta desse fm de cobre 8 ai das escovas; 3) usando o mofiodccobre,liiooutrofío dr h p d a l escova do outro

4 edroa.

Proteja todas as lig(IFõCg com fit. isolsnte (ou espuradrapo).

15 glk.#F mou' de montar o Segure o tubo plás-

tico próximo l sua ext~cmidade livre, e gire todo o conjunto. tendo o tubo plástico como eixo.

H Vemque se a rrguhaiponc se movi- mata limente an torno do tubo p1btico c ir as escovas pamancoun sempre enco- aos méii de a l d m . Seadguaniogiraròm(iié,se ela ticir Upilando"), fac mna borra- ehr prórimo i tenprdr *, ...-- &Titaadesiva.

E X P ~ C U A-1 RECONHBCENDO A I

CORRENTE ALTERNADA

* Siia fin$ão neste circuito é reduzir a voltagem a f í de não queimar a lâmpada néon.

RESISTOR

BAIXA VOLTRGEM

2Ligue um dos fms de um mrw a um dos fms do analisador.

Desaperafuse 08 P b s 3 dos 2 p1ug.s. in+miwa o do resistor a um dos plugs e intro- duza o outro f í do analisador no segundo plug.

Em seguida aparafuse os pinos metálicos, de modo a prenda a ponta dos fios contra a parte plkstica dos plugs. ,

Apara. sem tocar fim liO* ent# os fm, scgiirc o &alisador pelo tubo plhtico, com uma das mãos; com a ouba mão, IiguC os plugs na tomada e observe os elétrodos (fms internos) da lâmpada néon. Não gire ainda o conjunto.

U QUE AGUNTECnU?

Quando você ligou o analisador na tomada:

96 um elétrodo acendeu [7 os 2 elétrodos acenderam

nenhum elétrodo acendeu

4Leve o conjunto para perto de uma tomada elétrica de parede.

Caso a lâmpada não tenha acendido, vw&que se as ligapões elétricas estão com bom contato e repita a utpaiência

Em seguida, segue o analisadòr 5 pelo tubo plástico e vá girando o 5

coMO.mRwt Qd(ntrarlackiwsrmmel-s ql\* ec m e . .

A c o m t e e W a 6 e OIQUIQWI~ 1 mais ou menos o r d a a a trons (w as eikicai) Wtrq da um circuito e l h m Existem 2 t i p bá- sicos de comtc elkica: a m e ~ ~ i ~ d n u , que os el-s c a i - nham sempre no mesmo sontido;

E a -e em que os e h Jtanam Cmvatem) o senti- do dc am movimento dcntro do eir- mito: ora w movimc~~tam num sta- tido. ora no outro.

m- fel-. G V W W

dlJétmQromdc os2el6trodoo.ccpdcm nenhum dbtrodo acsadt

cr Quando r I b d a nCoa b liia- - trons usiltim" de um elkrodo pua outra

@-o e c o m t e C alternada 4(movimento dos eiéhons nos 2 mtidos). o aue deve acontecer?

s61eLCtrodoacmde os 2 e W 0 5 acendem

IJ nenhum elttrodo acende

Em sua cxpaihcia, os 2 d&e 5 dos acenderam. Você pode con- cluir aue a corram? elétrica da sua tomadãt (contínua alternada).

Essa C uma utilidade do analisab determim se uma corrente elkica C alternda ou contínua

LO girar a lâmpada, você obsa- ou uma cirdwância de luz

uecejada, como se a lâmpada @ti- vesse piscando. Na verdade. a Iâm- pada estava realmente piscando e não apenas quando em movimento. mas t a m h quando parada: cada vez que ae invertia o sentido da cor- rente, o détrodo que estava aceso apagava e o que estava apagado acaidia. Esta almância ocorria a uma velocidade tão grande que nb se podia obsa'var o instante em que um eiétrodo jii estava apagado e o outro não havia ainda acmdido.

Quando você girou a lâmpada do 7 seu maiisaior, ela percorreu

parte de sua trajetbria wrnr c parte apagada. O movimento permitiu va a lâmpada em instantes difwmtcs, san que a situaçh vista em um ins- tante mtafmgse com a situa& vista no instante seguinte. Por isso você viu uma l i a tracejada.

EXl?EIUMENTO B; OS DtODOS - PIUNC~PIO DO TRANSISTOR

No expamimto an'taior você apren- deu m o u8.r o maliiador para vaifiar se uma corrente elétrica 6 alternada ou contínua Agora você vai usar o malisador para vanf~car o deito dos dlodos sobre a corrmte alternada domiciiiar. Cm&i por que OS díodas são importantes para um grmde número de apare- lhos eltricoá W Utiihdo: todo o material do kit.

Ti reo*dof ío iopml igado &' k m -didor(sanrc-

a ponta desse fm a um dolfiaderaicliab(osdí0dosdo pqicsr -;rr prrus com uma rra - cmumdosseus

0 QUE ACONTECEU?

Quando você ligou o mslisdot na corrente elétrica (alternada) fome cida pela tomada:

i-J s6 1 eletrodo acendeu OS 2 el&od0~ a c e n d ~ ~ n

nenhum elétrodo acendeu

Oire novamente a lâmpada c 3 observe os trechos iluminados e os nb iluminados. Você obsava que:

os trechos iluminados são maio- res que os não iluminados os uecbos iiumlnMos slo meno- res que os não iluminados os trechos são iguais

-IA B-1 Agora faça giru a lâmpada néon, QUÉ'

mmoaõ vac D~ODO 2 procurando imprimi a mesma velocidrde da expmhcia anterior. Quando você ligou este circuito

BOIP&ACORRENTE Observe a circuníaêacia de h; 1 (com I dodo) na c o m t e aiter- M.mEM.ADA -1- L. nada da tomada s6 acendeu um elé-

Ijge o h I tomada elçtrica de conhua 1 srcrieobsmeoselçtrodosda 8 l h q d a i ç a i . traajada

trodo da lâmpada néon. Isto signi- fica que a corrente elétrica que atravessou a lâmpada néon foi - (contínua, aiternada).

Os díodos são c o n d d o s de cris- ram-se os 'chamados trasiriaiar tais de certos elementos químicos. Além de retülcar a corrente

i

Estes cristais têm a propriedade de (isto C, transformar a cormte alta- a 5 p m i t u que a corrente elétrica os nada em contúiua), os transistores Os aram de um atravesse apenas em um sentido e p d u - uma &e de outros efei- para outro apenas em um sentido e nunca no outro. Esta classe de mate. tos sobre a comte, o que fm d e h de riais constitui os hamdos Zai. elementos fudmmtaiS na wEa deu. ~ t o r e s " . eleirônica.

O díodo foi o responsável pela 2 transformaçk da comnte alter- Grande número de armretho. -16 A -i.&.,oh do d~do -O o,rpr,-

nada em contínua 3 trioos necessita de corrente contí- 5 n2o deixou que a corrente se esta- Quando a corrente tem um sentido, nua para hiacionar. Entretanto, a belecesae nos 2 sentidos, isto 6, inter- o díodo permite sua passagem. redeelétricadas cidadesfomecccor- rompe~ a corrente em um dos

rente altanada Os díodos, formados sentidos. SENTIDO M C(Y(RDm

de mataiais sçmicondutores, pami- tem que a correate passe apenas em um saitido, trsnsfonnando assim a Se você invata a posição do corrente aiternada em contínua. AS 6 diodo ~igá-io com marca colo- antigas váivulas (díodos de fdamen- rida no lado oposto), verif~ará que

D~ODD tos) mòém exerciam esta função, também se inverte o fiammto uxso mas os díodos micondutores têm a da lâmpada Isto indica que a cor-

Mas, quando d a tem sentido oposto, enorme vantagem de serem diiinu- rente elétrica (contínua) está atraves- o díodo impede sua passagem. tos, inquebráveis e não perderem sando o díodo (e o resto do circuito)

energia sob a forma de calor. no sentido oposto. mwomos swmo oposm

Combinando-se detammados Embora o díodo tenha transfor- c o a d - 7 mado a corrente alternada an 9

I --5, 'A

- - - . . _ - - -

contínua, quando você girou a lh pada 0- ama c i r a m f ~

a@#& I i b p m d ~ a limpada pa- ~ C p a d L E S t e t i p o d e c o r - m w P

2Ligue0rrsistor aooutmnsistor que acompanha este kit

Neste kit há também um outro 3 díodo idêntico m que você já uti- l i . Ligue os 2 diodos com os fms gue~dosI sdosondewtãoas marcas coloridas. ATENÇJO: obaavc bem a figuri C ~ s e v O d f a a l i p r i b c 0 ~ ma& (aro c&, pedal que& mrr w diodosb

Ligue os fm Livres dos d í e nos Iims li- dos resistons.

~igueum&sfmsdomil"&B '

5 iiaçao entre os 2 e ugue O outro fm do malisedor 1 liaç50 entre os 2 resistores.

Ligue os plugs às ligaçks entre 6 diodo e resistor.

todas as lii.pões com fd. imisite (ou wudr~po.

Obçrvo a circuiiferência de luz. Ela e

Giw n0VM-19 a Ihlpd? Q ípg 4 cure o b w w se, n4 aqawfb rincia obtida, os OS ilumm* são maiores ou manora que os trc. 410s níp iluminados. Ck buchos UIiminedos, naste w, sk:

múOícs que os trechos n& ilu- miaidas

0 in~noras que os' trechos n& Uur~mqdm

O pz-~te i l l u l wo trochas fl(IP ilumuiad~s

Qu& você ligou este cirwito. l ~ ~ c t i o d ~ s a ~ í c s u r t a f o o i r ~1#nslo Jm a da tPmr<ia 86

da Ihpadi ;iueoaQAIl w 4 n k . Im toigaiisa que r ?npnt@ el&igé que atravessou a lmpadi

4 AO atingir ' 9 a corrente Neste ponto a corrente que veio da deve se desviar porque o outro lâmpada se encontra com a corrente

díodo não pmnite que ela paw por que atravessou o resistor; ambas se ele. A corrente é então forçada a rainem e, juntas, se dirigem (através atravessar a lâmpada e caminhar do outro resistor) ao $10 A do pata o.ponto 2. circuito.

Na0 PERMITE NAO PERMITE CORRENTE CORRENTE NO SENTIW *BO * NO SENTIDO'A'

3 ~ i 9 smmmder ests fato 6 smmSt%a dalsr o circuito. A

.aPeigle dbwh bncciia pela te rdrr - dromiiamseatido &$mamoCE)l

< - a), ela parte logo se divi-

3ENm *A' DA CORRENTE

I a coma~te caminha qo 5%*1$ d a pacom um itino rlrio inverso (tkchu petas). Obaa- ve que a lâmpada néon está mpre saxio airaveaprda por comnte con- tinua (no mesmo sentido).

6 Portanto. s6 um cl&odo da lâm- pada -de. Mas não ocorrem

intaniwões devidas ao bloqueia da passagem da c o m t e em um dos sentidos, como acontecia no circuito mtcrior @ág. 8). Os ''espmps va- zios" da corrente pulsante são preen- chidos por uma noya p t q pul: sane, que ae soma B form do a a 3 2- um e m i t o dcstc tipo permite um melhor apre veitammto (rendimento), na trms- formaçk de comente altanada em contúiua.

7ve obSC!'Voll 9 w b A m a arcyada (trechos ilumine-

dos e trçdms não iluminrdqs) por- que a cmnte contínua "piyxun @assou por vdorcs i n d ~ t c s pua acuda a lâmpada).

L y ~ u e os 2 diodos de moQ 0. ue sai do I d o com a

deumdosdíodosfq~~i i - uc sai do lado san em& do outro díoda

EXPERIMENTO C: OUTROS CIRCUlToé1 COM ~ 1 0 ~ 0 9

Ncstc npaimento você vai montar novos circuitos coy dodoa-pqa descobrir que deiios podem ser obti- dos quando se ligam esics circuitos na comate aiteniadri da tomada. Mqahl ~ t l b d b : iodo o material do kit.

MONTAGEM C-1 . , ..

1 k i m . e n t r e A cxo . dos, rcdstorcs a plugs do m d i i dor. . . .

' . . ..: .

--.+e um resm enuc a nuani- d d e l i de um dos díodos e um

dos f& do malisador; Ligue w i ~ phg i utranidade l i i do outro dícdo e ligue outro p l u ~ ao fm livrc do mdissdor.

L ' í e or plug A tomada Em 1 aquida, o ~ e a limpada nlioa e m w d a a o t r s t e d o qindro 1,na Imha cumqxmdmte h -i C-1 C R 8 C 0 b C . Confiua seu rcrultdo na coluna vam&a

W i e um dos díodos do &mito mterkq, inverta sua ligaçb com o oubo diodo e torne a ligá-lo no cir- cuito. Com isso os que s m doa Idos SEm coloridas dos 2 a o s fwão ligrdos entre si. =+

4 ~ r r fw a u r e IbprQr n60i 2 c o b s a ~ e s oirçunteíancia &luz. PPT. aadisar Q eaccjdo, 6 aqça-

lembrar dw apcriêciw riplcs. Para isg cimsulte o qiuQo 2 @Lr. 16)-

m p u e o tracejdo obtido *a 3 mpxiêqcia (C-I) com o obtido nos 3 circuitos mtaiam e nsponda ia tate do y I, nr linha corrwpondentc Expa.cP C-l e na Coluna D. Em #gu- derligue os plugs da tomada e c d u a reu remludo na coluna vamelha '

Agora gira a 1-a doa, o b 2 r e r v e a ~ ~ o i a ~ 1 u r o r r r - pond8 w tl#tb d. coluna D, na mqma Imha Bm scgukh desligue os plugs L tomada.

D d i i e o plw que 4 l k d o ia dado. Pmda o fio'lhne desse diodo i liglçb mtrc o outro dbdo e o m h . Bm *Ma, ligue o plug A lii* que une ipenrs os 2 a o s .

Gire a I impdr néon, obmve a 2 circuniaência cie luz e mpomia ia teste da C O I U ~ D, na mwmr linha Desligue os plugs da tomada

a) trechos iluminados maiores que 0s nlo iluminados

]a) trechos iluminados maiores que o8 nio iluminados ] b) trechos iluminados menores que os nlo iluminarios

MONTA- C4

Deoligue um dos di& & &culto rntaior, inverta-o e m e a há-lo no ciraiito.

I 8 ~ u c 4 f l&uc os phigs na tomada, o k -

it .@a néon e responda ao 1, na linha c o m

BapailsohC4ena CO- I - h C .

QUADRO 2

CIRCUITO

CORRENTE ALTERNADA - - CORRENTE COWNUA

I 1 OIODOI

- /

v CORRENTE COWNUA

(2 DIOOOS)

TRACEJADO

- < / / '

- / '

/ - \ \

,

TRECHOSILUMINADOS E NAO ILUMINADOS

PRATICAMENTE IGUAIS IESTETRACEJAOO SERVE DE PADRAOJ

TRECHOS ILUMINADOS MENORES OUE

OS ~ h 0 ILUMINADOS

TRECHOS ILUMINAMIS E NAO ILUMINADOS

PMTICAMENTE IOWIS

Na EqxrÜncia C-I, os 2 díoQe, 1 ligados em série, fazan o mesmo trabalho: impedem que a c o m t e passe num sentido e permitem que ela passe no sentido oposto. Portan- to, o efeito obtido com essa 2 dío- dos C o mesmo obtido com apenas 1 díodo: eles trrnffonnun a corrente alternada em wntiaua (comte wn- b u a pulsmte com aproveitamento de 1 só sanicielo).

SENTIDO wsmvo SEM1 - CICLO

\

Na Experiência C-2, os 2 díodos 2 estão ligados um em seguida do outro, mas em sentidos opostos. Assim, um díodo impede que a cor-

ralte passe no saltido bpoedo. Por csaa razão, a c o r r e C totalmente b i o q u ~ a , como se este circuito não dvessciigado dtomada. Porissoa Iâmpedanão acende.

1 %..-t" fiW80 @i%%

BARRADR PELO OUTRO Dfow

Na Experiência C-3 os díodos d í o Ligados em paralelo, e no smo smtido. A -te se subdi-

vide entre os 2 díodos. que apontam para o mesmo lado. A comnte passa pelo circuito ipailis em um sentido, exatamente como se hou- vesse apenas 1 díodo.

Na W â i c i a C-4, os díodos 4- ligados um ao lado do ou-. rnu rm Irri*. opo-rol. v-

dos díodos s6 permite que a corrente passe num sentido. O outro diodo só permite que a mente passe no sen- tido oposto. Assim, a c o m t e "vain por um dos díodos e "volta" pelo outro. O efeito sobre a lâmpada C o mesmo que se não houvesse nenhum díodo no circuito, isto é, a corrmte na I â m ~ d a C alternada.