Chntlaut' ipnunti pn - CiênciaMão · tamh riodc sumder da maneira inw átomo, que está assim...

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Oulnmnalmintm. a aoli010 "Q Chntlaut' i p n u n t i um h r h u l o . um "KiV pn a m H n o l i i a um Minui l da I n a r u m i . O pilmaim oonttrai vldi a i o b n da um ann& homam do mundo OlintMoo. O ..Iu~.' pail;ih~i( qu i v& nilin omiUnoiim, qu i oompmvim na p i l tka i leurni i dai meia Impn in t i i&wob .n i i ou 1.18 auibaiwidi i p l o ahnt lu i iooilludo. O M n w l d a Instrucúar ildmdaoilanU-lo n i n t l lmptod is ixpa&olar Iw i404, am oadi paiio, i oonolulr wilnho o i pilnolplos que aaUo undo damonstridoi. Ao iinal da wledo,

n i i btnóii 10p8 i&. o ~ ~ t ~ n m ~ t n c ~ ~ u ~ o d . oda vo~unn.

voe4 e& wmpn, nummmm nnudoi d a ~ ~ od* m o p q o da mimo hmbuk qum mitlvif nmm b m m i a . ~ ~ - o w wu bmmlmb ou #o Umlilbuldoi da mlmlim Abffl n i u OU&. L voe4 moa in 130 Paulo mil mWn. t n i qwlquii ndmm unudo no8 wgdmmm u d m q o m : Rw I w l m T0blm4 773toentmli R w A n ~ l o d a B m m Ul lhnhil; Rui &Ia hd. n. I W tboml; Rum Joiq*m ibilano. 427 Uiidnab h i m I 6 dm Novin'bm. !O) I I inm AMi11. N i c!&& da mo da Janilm os ndmamm unudor pod.m u r amonlndoi na Rua Sm&n Ubnl. 141. Ndmimm UnudM pod.m IiWn "i wonurdadoi mmiminiiA *bdl I A . Cultunl elndw ldd. OIIU p 0 ~ i l 8 4 6 ou 3M20. UO hd0. IMdlintI omnvlo da umohqu piyv* i m Uo Paulo. Oumlque binoo da u o!&& podiil va6daclhi o C b .

COM ESTE FASCICULO. UMACAIW DE EXPERIINCIA8:

DfODOS- O PRINCIPIO DOTRANSISTOR

Como muirlil daale kIt.voel vil montirlnlclalmmtium apinlho qui pwmlt. i.oonhi0.i i. uma corrente aI6tilci 6 iIt.medi ou contlnui. k o .n.lli.dor. Em iiguldi. usar4 o indliedoi pari veilRciio h l t o d0. dlOd0~10br. I oorwnti alkrlai. Compnandari innlm pocgu. osdlodol ~IO imponintil pari um grande ndmero d i apliilhot el4tilcoi i o0nititu.m opdnsl#o do tnn#hmr

E s u c i l u da Expmilbnolis nbo poda aarvmdldi aapii idimente do I i r b u l o . do qual f i zp ina.

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E m 1906, o fisiw americano Lee .de Foresi, conhecido como "pai do rádio", construiu a psimeira

válnila tennoionica Abria assim as portas de uma nova ciência que saia a responsável por um dos grandes surtos de dexnvolvimento tmolbgiw: a elc- . tr6nica.

Em dezembro de 1947, o fisiw ame- ricano Shocklev mostrou aos seus wle-

L-. 1 -4-

I i WILLIAM SHOCKLEY

(1910)

- ~ ~ ~ ~ ~ - -~~~~~~

gas da Bell ~ekphone o que conseguira após auatorze anos de pesquisa: o efeito transistor.

Com isso. rasgaram-se ouhos cami- nhos tanto para a ciência como para a humanidade. O fato de amplificarem si- nais de tensão ou de wrrente déhica permite utüizar os transistores em com- putadores, ampliiicadores de aparelhos sonoros, wmunicações (telefone, TV, rádio), circuitos industriais. Suas apli- caoões são inúmeras. Eletrocardio- g ~ h a s , por exemplo, podem ser envia- dos com segurança através do telefone vara esoecialistw em localidades dis- iantes. 0 s calniladores elehôniws cxi- gem milhares de ampliiicadores; e cada válvula tem vida wovávcl de mil horas. Logo, seriam ne&ssárias onerosas subs- tituiçòes, vhrias vezes por hora Os tran- sistores resolveram o problema

Somente os transistores (e. wsterior- mente, os circuitos integra&<um aper- feiçoamento do uansistor) permitiram consuuir aparelhos port8tci de teleco- munica~ão, dispositivos utilizados em astronáutica e circuitos de amplficaçào miniaturizador

Sem eles, não seria possível a fabrica- ção de inshumentos que funcionam wm pilhas e baterias - fontes de tm- são insuficientes para alimentar válvu- las Como estas, os transistores têm a propriedade de permitir a passagem de wmnte elétrica em apenas um sentido. Mas oferecsm muitas vantagens.

A válvula eletrônica mais simples - 81 3

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o díodo tmoiônico - wnsiste de um bulbo de vidro sob vácuo, encerrando dois elétrodos. Com o aquecimento de um deles - o cátodo -, os elétrons desorendem-se e dirieem-se Dara o ân&, movidos pela diirença de poten- cial criada mtre os dois elhrodos.

Seu funcionamento exke. man to . uma corrente que leve o c á h o à incan: descéncia e uma diferença dc potencial sue oriente o fluxo de elhons.~ Os ean- iistores, por sua vez. não exigem fontes dc alta tensão, nem circuito de aqueci- mento.

No entanto. Data cheear-se a esse vantajoso sucedhm das-válvulas ele- trônicas, foram necessários muitos anos de wsauisa muitas arieriacias infniti- fe& e, sobretudo, a colaboração de Bardem, o &iw teórico que realizou o estudo quantitativo dos fenômenos que owmem nos swnicondutores.

Brattain, que dividiu com Bardem e '814 Shockley a primazia da descoberta, deu

mostras da extraordimária persistência do gnipo e comentou a esse respeito: "Ao fun de quatorze anos de pesquisas infrutíferas, eu jB estava comqando a perder a esperança".

Segundo ele. a aplica& do transis- tor que o deixa mais orgulhoso é a do oeoueno rádio de bolso. sue estende a z o s a possibilidade de &municação, facilitando-lhes ouvir o qiie quiserem. Deixa-o des~ostoso. ~orém. o abuso dos músicos j uk i s , usam os recurSOS da elemjnica para elevar a potência so- nora dos seus insúumentos a ponto de tomá-los ao mesmo tempo dolorosos e agressivos

ESTADOS QUÂNTICOS

Os fisicos chegaram a estranhas conclusões a respeito do ,comporta- mento dessas particulas subatômicas denominadas el&ons. Não se pode determinar, por exemplo, a posição e a

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I D a pesquisas sobre semhndutores, Sardeen. Brotrain e :hockley chegaram I descoberta do

efeito lransistor,

I &e revolucionou a tndúslria eletrõnica, Um dosprimeiros dispositivos foi o fransislor de "contato de oonta" (página oo [;ido). I a rninianirização

I quekgunicircufios encerram vários transistores

I velocidade de um elétron em um deter- minado instante. Embora possuam massa e carga elétrica, as propriedades dos elétrons são a de uma nuvem de eletricidade negativa, concentrada em alguns pontos e rarefeita em outros.

No entanto, podem-se construir mo- delos. ou seia imainar a forma como eles estão dis&stose, a partir daí, vai-

i ficar se o modelo construído está de i acordo com os dados experimentais.

Assim, do conhecimento de que os elétrons estão presos ao átomo, wn- clui-se que eles devem possuir energia, pois é necessário forne&la, para reti-

1 rá-los do lugar. Experiéncias realizadas evidenciaram que a energia não é a

1 mesma para todos os elétrons de um átomo, e que há certos valores que eles , não podem ter: os elétrons ocupam ní- veis energéticos distintos. Isso significa que um elétron não passa de um nível para outro percorrendo valores intenne- diários, como um automóvel, que, dos

60 quil6metros horários aos 70, deve necessariamente passar pelos 62, 65, etc. Esses ~ v e i s de energia são quanti- dades descontínuas ou discretas - os chamados estados quântims do el4lron.

Dessa forma, é possível imaginar os elétrons dispostos em camadas, cada uma delas wrrespondente a um nível, um estado quântico. Para ajustar esse modelo a dados obtidos experimental- mente, Pauli postulou que um mesmo estado quântico não pode ser ocupado por mais de um elétron (prindpio da exclusão).

Por isso, o comportamento global de um corpo é altamente influenciado pelo que awntece w m os elétrons da última camada É o que morre com as proprie- dades químicas das substâncias: quan- do um elemento é composto por átomos w m camadas inteiramente preenchidas, torna-se muito estável, a ponto de sua afuiidade química ser tão baixa que praticamente não reage; 6 o caso dos

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Pclrráescobwta do deito bansktor. os b& cienristaa da Ben TeiCpho~e (ao Iado) receberam em 1956 o Prêmb Nobel de EtSica

Aspesquisas fòrampmdutivm: abrbam um now ermhhopm a Ciência MO^ spmks (a&& j6 estava na &n áe&

1943. mm só passou a irabaihar com semirondutotes 4 s a ahomb<i~ão do deito bmsiator.

chamados gases inertcs ou "gases n o bres" - hlio, nehio, argônio, xenô- Rio, criptônio e radônio.

Quando a Iltima camada a s a preen- chida dispõe de apwias um elkon, este confere à substância caráter fortemente metálico. h o que awntccc nos metais alcalinos @tio, sódio, potássio, tubídio e césio).

Nos halogèneos (flúor, cloro, bromo e iodo), ocorre o coneáno: são scte os elkons da última camada em cada

ocorre no caso de um halogèneo, que é iun nhmeial.

De qualqua forma, qualquer átomo apresenta-se elctrios~1~1h neutro: a ' carpa negativa (dos elétnms) tem o mesmo valor que a pogitiva (dos prb. tons). Quando perde um de, setis elé- trons, o Ltomo fia ionizsdo: transfor- ma-se cm íon positivo.

A ionizaçh - isto é, o desequiiíía entre cargas positivas e negativas - t a m h riodc sumder da maneira i n w

átomo, que está assim quase completa. sa, comoacontece com os halogèneos: c Dessa forma C mais fácil a um mnal átomo recebe um e l b n , que u&.com,. alcalino perda um eléiron do que ga- p l e t ~ ~ sua última camada, tornandose

8 16 nbar outro. Exatamente o oposto do que assim um íon negativo.

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IMPUREZAS CONDUTORAS

Nos sólidos, os átomos estão dispos- tos de maneira ordenada, fortemente ligados, formando um arranjo regular: a estrutura cristalina A maior ou menor facilidade dos elétrons em mover-se na rede cristalina permite classificá-los em isolantes, condutores ou semieondu- tores.

Os condutores metálicos podem ser considerados como constituídos por um reticulado em cujos vértices estão situa- dos íons positivos: alguns elétrons da Última camada, ao abandonarem os áto- mos movem-se através da rede crista-

lina, formando uma "nuvem eletrôni- ca". reswnsável vela wnducão. Com a aplicaçio de uni campo eihrico, seu movimento através do reticulado crista- lino orienta-se de tal modo que ocorre um transporte de carga de um local para outro do corpo, dando origem a uma corrente elhrica Os elétrons de condução denominam-se também "por- tadores de carga".

r outro lado, nos isolantes, os ele- trons não possuem em gaal condip"~ de abandonar os átomos, de sorte que não há "portadores de carga" disponi- veis no corpo. Assim, mesmo com ele- vados campos elttricos, não há elétrons 817

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O Transistor

N-P-N 1

2 3

4 5

N P N N P N -

5

Para construir um hansistor N-P-N. coloca-se uma camada de um óxido sobre um pedqo de sernicondutor de silicio tipo "N"(1). Recobre-se essa camada com uma película fotosensitiva (2); sobre esta, adwta-se uma mósema, uma resninair a ~adrões deseidos a eiposiçõo ò luz uinavi~leta (3). ~ ~ o i r ~ a p e l i c u l a P ;etirada. mas Jica uma reshtente eprotetora camada. Com solvenres quimicos wropriados. retiram-se a camada de dxido desproteaida e o restkte aúpelicula (4). Com a exposiçm a voporesae impurezas (5). produz-se uma região semicondutora tipo "P': Repete-se o processo, com móscma dferente, desta vez para produzir uma suuerlíeie"W(6). Com outra móscma. oxida-se a suoerficie. de modo a , . . pr.odÜzbem-se óberniras, onde se deposita o metal que

818 liga as camados "N"e "P': E estápronto o nansistor N-P-N(7).

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esr;UtÜra Com a inuoduçio & Pepuenapor~t<lgem de impurezas, tomam-se semieondutores extrínsea>s (ao lodo, um W o regulodor & volt- e um ret@aáor, m b o s & silício).

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r i a número d í i m t e vara modu- zir-be um t~uispora aprediel d i cmga d&ica atravEs do corpo, que por isso spremta *a c o n d u t i v i i Nos mioondutom, a Última subca-

mada (as camadas divida-se a sub

h a . o material não amesenta nem 1

senca de imvutczas. Esse fato, m a v d - 1

wnirolado por camadas, chamado "e- vitmiai". 0 moesso consiste na mtra L --m e x ~ l o . os elementos arsênio e indio. A temolo&a necessária parache- par a esses resultados deseavolvcu-se a tai ~on to aue a wreentaaem de imvute- zas- habi&alm&te empregada &es- pondo a arca de um átomo de impureza m a cada 100 000 ou 2üü MX) átomos

BURACOS COM CARGA ELETIUCA

J3tteude-se melhor o papel das impu- rezss quando se imagina um átomo de ar& (pmtavalmte) ou de índio (ai- vaimte) introduzido num cristal de ge t i i l~o .

Dos cinco eiehons da última subca- mada do arsénio (ou de quaiquer ele

820 meuto do grupo V da c l ~ ~ c i ç b

A semimndutividade exhínseca do germânio C &ida ao Jato dc

possub q u m ellrnons na u'ltbna oubcamada. ZnUoduzlndo-se impurezm

ulvaientes ou pentavdentes no

modo quesempre sobre OÜ fdte um eldiron (q e l h n de wndução).

d@&"de 8amâniw w I&, também degmnânb. um dosprimebos

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peri6dica). quatro partilham de l i g e s OS D~ODOS: OU PRINCIPIO DO TRANSISTOR wvalentes com os elétrons dos átomos

de gmânio vizinhos. O elétron restante passa a ser um elétron de conduçb pode percorrer a estrutura do cristal mmo um elétron livre, um portador de carga elétrica negativa Por esse motivo, o elétron de wndução é denominado portador de carga "tipo n".

Com os elementos do grupo 111 (ÍÍio, gálio, *c.) não acontece o mesmo. Os elementos desse grupo têm m a s três elétrons na última subca-

O caminho para se entender o funcio- namento do transistor tem início na consideração do que acontece najunção 1 de dois semicondutores de tipos diferen- 1 tes. Num semiwndutor tipo P, h& um excesso de laninas; o tipo N possui elé- trons livres Com a uni% dos dois tipos

so no semiwndutor tipo P tendem a

1 -junção N-P -, as lacunas em exces- I

difundir-se vara o de tiuo N. os eléfrons mada e, ao serem introduzidos na rede irão caminhar em sentido &trário. cristalina do semiwndutor; só podem Dessa forma, a difusão provoca um wm~letar t& dos auatro o m s de lka- acúmulo de wrtadores uositivos em N e ~ ~ w v a l e n t s poskveis. bcssa ma&- negativos em P; e, wm;sso, fica estabe- ra fica faltando um elétron, connituin- lecida uma diferença de potencial atra-

se assim uma 9acuna", que se rta wmo uma carga positiva -

Os elementos do gmpo V "doam" um elétron excedente ao material de base; por isso são denominados doadores. Com esse tipo de impureza, obtém-se um material wm excesso de portadores

ativos de carga: um semicondutor

os elementos do gmpo zem lacunas no material, &adores, por recebe- s átomos que wnstituem 'condutor de base, "tipo

vidade intrínseca, o fato básiw relativa- mente aos semiwndutores wmsponde i condutividade extrínseca E esta é de- vida às impurezas. Essa wndutividade extrinseca pode ser causada tanto p l a presença nos semiwndutores de porta- dores negativos (elétrons l i w l q n

vés da iuncão. aue resulta em uma wr- rente wnuária 'à da diusão: uni fluxo de carga positiva de N para P, e nega- tiva de P vara N. Ouando houver wuili- brio entre as duas -correntes, o proffisso de difusão termina A diferença de potencial na "mna de depleçáo" - região que circunda o contato entre os semicondutores - é tal que se opõe à passagem de wrrente de difusão.

Isso faz prexer que, utilizando-se um gerador externo, a diferença de poten- cial aplicada não terá o mesmo efeito vara as duas wlaridades. E. de fato, bando se l i i ao pólo positivo do dor ao semiwndutor tipo P e o negativo ao outro - liação wnhecida wmo polarização direta - a barreira de potencial, que se O@ ao movimento dos portadores de carga, diminui - ou . seia é menor do oue sem o gerador. Na ! - pÓl&uaqm inverga - positivo wm N e negativo wm P -ela C maior.

Um dispositivo assim funciona wmo - Muitos anos de intensa msauisa

conduziram o um ~Übsiiniro vanrqjoso ara o vóIvuln

fermoiôn fca. Menordo que esta o transistor pode ser utiiilodo em

complexas máquinas de calculm. que

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-

r --tificador - um díodo - i gpeagrm de corrente i aíilriuo $e P para N. Os reti são utilizados na transfomaçã rente alternada em corrente coi

A teoria na qual esses de mentos estão baseados data di. década de 20. Dessa época até a desco- berta do transistor, o acordo entre teo- ria e experiência foi sempre desaponta- dor; os melhores resultados que se obtinham eram apenas qualitativos.

Era necessário dar bases quantita- tivas ao estudo. Dai a necessidade de um fisico teórico para o prosseguimento dos trabalhos. As barreiras de potencial na superfície do condutor foram de- monstradas por Bardm, e isso possibi- litou realizar as experiências que condu- ziram à deswberta do transistor de

L ponta

BARDEEN: O GRANDE TEÕRICO

John Bardeen nasceu em Madison, Estado de Wisconsin, a 23 de maio de 1908. Aos vinte anos, diplomou-se em Fisica pela universidade de Wisconsm. Ali, fez também o mestrado, em 1929.

A partir daí, passou a trabalhar como geofisico na Gulf Research and Deve- lopment Corporation, ao mesmo tempo pe elaborava sua tese de doutora- oento, na Universidade de Princeton, ob a orientação de Eugeo Wigner.

Em 1941, o Laboratório de Pesquisas Ia Marinha Americana requisitou-o

~uticipar do esforço de guerra n colaborou durante cinco anos.

esenvolvendo, entre outros experirnen- 2s. sistemas de detecção para submari- ,nc

iinada a euerra William Shock- - ividou-o a mtegrar a equipe do oratório na com~anhia Bell Tele-

Sinal de entrada

-+mA

F Na ocasião, poi falta de espaço, mosaram-no na mesma sala de Walter Brattain e Gerald Pearson. Brattain também realizara seu curso de pós-gra-

824 duação em Prmceton. Juntamente com

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Na construção do trmislor. o primelro passo 6 a introdução das

s&hnduto;de um iipo @me) fique "ensmduichado"entre os do outro tloo (emissor e coletor): linados a&&/os de uma &o.-missor e coletor wreseniam d~erenças de ootenciai (1). Nas fwrfwr&s &i~sor- base e co~èior-&é, el;mm e lacunas atraem-se. e &ns el6trons deslocam-se airavés daiundo. M<rr os á~omos que eles deuara& fxam cmregados, criando-se um cmnpo eI6trico ~ e i r d , que se ow-e M movimento de eietrom e /&mas a). Nada mnteoe oró ser 9plicad;wno pequena corrente eIéhica (sinal) no flo linado ò base. O sinal r& a %,&&o. e uma corrente pode airavess&la Esta éprovocadapelo t m & ~ mire os o u h s dois fmse resulta num sinal amplpcado (3).

Pearson - responsável pelo experi- mento determinante das propriedades do silicio e do iennânio -. Branain avivou o interesse de ~ardeen pelo comportamento dos micondutores.

.Há anos, Bardeen ocupava-se cspe- cialmente da &ica do estado sólido, e já em meados da década de 30 mostrar&& impressionado com as idhias de Fritz London sobn o fenômeno da supercon- dutividade. O assunto era loneamente tratado em muitos saninários e--5s dos fisicos empenhados em pesquisas na companhia Bell, frisando em particular os trabalhos de Schonky e Spenkc sobre barreiras supnficiais de carga em scmi- condutores.

O ~rimeiro trabalho de Bardeen nos laboratórios da Bell foi realizado em colaboraçh com Shocklcy c Brattain: trata-se de um estudo do crescimento de uma camada de óxido sobre o mbre, como se faz nos retificadores de cobre ou de selênio. Mostrou ainda que podia haver uma barreira como as pre vistas por Schonky na superfície liwe de um semicondutor.

Por volta de 1954, Bardeen iniciou os trabalhos relativos à superwnduti- ndade, que o levariam mais tarde a ga- nhar o Prêmio Nobel de 1972, pela segunda vez; na primeira, em 1956, dividira as glórias com Shockley e Brattain.

BRATTAIN: UM PRECURSOR

Nascido em Amoy, naChina, a I0 de fevereiro de 1902, Walter Houw Brat- tain passou a infmcia na fazenda de seus pais, em Washiigton.

Em 1924. concluiu o curso de Física ~

c ~acemW& no Whiimm College. Dois anos depois, realizou o misuado na Universidade de Orenon: em 1929, doutorou-se pela ~nivers-idade de ~ i n - nesota.

No mesmo ano. foi trabalhar nos laboratórios da companhia Bell, onde se interessou pelas propriedades dos semi- condutores Era ainda recente a teoria

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quãntica, e pouco se sabia sobre a apli- SHOCKLEY: UM F~SICO cação de seus princípios fundamentais à EXPERIMENTAL I wmpremsão das propriedades dos wrpos. No entanto, em 1931, Brattain Wiiüam Shookley nasceu a 13 de já dava aulas em Minnesota sobre sua fevereiro de 1910, em Londres. Filho de teoria da wndução eletrônica nos me- um engemheiro de minas, bacharelou-se tais. Esta teoria foi fundamental para a no Instituto de Tecnologiada Califómia compreensão e ulterior desenvolvimento em 1932; doutorou-se em 1936. Nesse dos semiwndutores. mesmo ano passou a trabalhar nos

Os trabalhos de outros cientistas laboratórios de nesauisa da Bell Tele- ~~~~-~~~~~ ~~~ ~ , ~. ~~~~ ~~ - ~~ ~ ~~

sobre atearia das bandas de energia nos phone, onde permaneceu até 1955. semicondutores fucram Brattain inte- wmo diretor do Departamento de Fisi- rasar-se a fundo oelo estudo de suas ca dos ~rsnsistores~ Ean 1954 e 1955. 1 propriedades su&ficiais: ocupou-se trabalhou para o Departamento de também das superfícies de contato me. Defesa, e em L963 foi designado Profes 1 tal-xmicondutor. sor de Engenharia na universidade de

Durante e euerra. Brattain trabalhou Stanford. - -. -. . . - ~ - . . -. na Comissão de Pesquisa para a Defesa Shockley foi levado para a Bell por Nacional, na Universidade de Colúm- tvíewin J. Kelly, wm a perspectiva de bia Durante esse trabalho êle desm- trabalhar ao lado de Davisson; após um volveu um sistema magnétiw para ano no laboratório de Kelly, conseguiu deteqão de submarinos. retomar as pesquisas que havi8hi wn- I

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Pouco mais de meio sdnrlo separo a primeira v&vula do circuito integrado (abaixo). qjas dimensões se aproximam das de umapequena moeda Esse circuito pode conter o equivalente a vários Iransisfores. capaeitores e diodos. Desde os frrmsistores (00 lado. versão

I de um dosprimeiros mrmristores de "contato de ponra'l. a técnica de obtenção desemicondutorespara utiliz<ição em circuitos integrodos vem se aprimorrmdo. Sistemas são &senvolvidos nara iabricaeão das mhcmas (págha m> lado),~além de métodos de adição de pelinrla Os circuitos integrados aplicam-se tanto em comunicoçóes como em atividades espaciais, onde peso, volume e &i&cia são / fztoris determinanteina seieçòo dos elementos construtivos.

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duzido ao seu dotouramento, relativas ao wmportamento dos elétrons nos cristais.

No curso dessa pesquisa, conheceu Brattah, que trabalhava no estudo dos retiiicadores de óxido de wbre. O estí- mulo de Kelly, no sentido de obter diswsitivos Dara a indústria teletonica e fohnular novas teorias sobre o deito das barrekas supaflciais de carga nos saniwndutores, levou Shockley a ima- gmsr um dispositivo que trabalharia como um transistor. Com a ajuda de Bmttain, realizou experiências que re- sultaram em total fracasso.

Entre 1940 e 1945, suas atividades para o Pentágono absorveram-no muito, c, somente wm o fm da guerra, voltou As pesquisas anteriores, produ- zindo dispositivos análogos aos "tran- sistores de barreira sut>erficial". Novos fracassos foram registrklos.

Contudo, Bardkn analisou as causas do insucesso. relacionando-as wm a existência de uma camada dupla de car gss na supenicie (Qeito Schottky). C e nhecidas as causas, foi wssível surmar as diííídadcs e surgiu o transistor de wntato de ponta Além de seu trabalho wmo fisico

experimental, professor em Princeton, no California Institute of Technology e em Stanford. Shocklev ~ubliwu inúme 10s migos eientific& O valor de suas publica&s no campo da Fisica real- mente incontestável. São, no entanto, alvo de violentos protestos seus supos- tos wnhecimentos em Genética: suas declara&s sobre a superioridade inte lectual da raça branca carecem total- mente de fundamentação científica

FUNCIONAMENTO DO TRANSISTOR

Um transistor é wnstiúúdo funda- mentalmente por trêa wrpos semicon- dutores: dois de um tipo e o terceiro de outro. No transistor de junção, por exemnlo. uma lâmina fuia - a base - de sekicondutor tipo N C unida a duas pastilhas - o emissor e o wlctor -de semiwndutor tioo P. umade cada lado.

Também &e ser wnstruído ao wntrbio: emissor e wletor tipo N e base tipo P.

Em lugar de uma lâmina fma, ladea- da por pastilhas de saniwndutor, os transistores de ponta (ou de "l ia por difusão") constituem-se de uma lâmina semiwndutora, com dois pontos de wn- tato. Por meio de um mocesso especial, conseguese que hMa difusão de modo a formam-se inclusões tipo P em um semicondutor tipo N, ou o inverso.

No funcionamento normal do transis- tor, a junção emissor-base é polarizada diretamente, e inversamente a junção barswletor. Daí. uma vwuena dife- rença de potenciai aplicada .ao emissor produz corrente apreciável na junçáo. Entretanto, wmo a base é de pequenas dimensües, e fracamente dopada @c quena quantidade de impurezas), a maior parte da corrente do emissor atra- vessa a base, determinando a comnte do colem - independentemente da diferença de potencial entre este e a base.

Com isso, wnseguese um deito de ampliíícação que explica a ação do transistor e justifica a multiplicidsde de suas aplic*s.

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OS CIENTISTAS I G L I N I X AVENTURA M DIYOBEKT* CIWTIíCA

BARDEEN, BRATTAIN E SHOCKLEY

DIODOS

O PRINCIPIO DOTRANSISTOR

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