[pt] O estudo a respeito de homojunções e heterojunções se apresenta como de grande interesse científico e tecnológico, pois os mecanismos de formação e de atuação dessas estruturas ainda não são plenamente conhecidos. Essas junções estão na base de diferentes tecnologias, tais como, diodos, transistores, capacitores e supercapacitores, varistores, células fotovoltaicas, detectores de luz UV, diversos tipos de sensores, catalisadores e fotocatalisadores, entre outros. A presente tese de doutorado visa contribuir para o desenvolvimento de sistemas cerâmicos policristalinos (micro e nanoestruturados) à base de ZnO e SnO2 e para a compreensão dos mecanismos de formação das homojunções e heterojunções presentes nesse sistema material e suas relações com o comportamento varistor, em termos da estabilidade e degradação dessas junções. Microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por dispersão de energia e difração de raios-X foram utilizadas para a caracterização microestrutural. Análises térmica e dilatométrica foram utilizadas para a determinação dos parâmetros e mecanismos de densificação e sinterização que dão origem às junções consideradas. Para a determinação das características elétricas foi utilizada a análise de capacitância e levantamento das curvas de polarização. Em função das composições químicas avaliadas foram obtidas microestruturas composta por homojunções e heterojunções, com diferentes níveis de densificação e características varistoras, ou seja, comportamento não-linear entre tensão e corrente elétrica, com tensões de chaveamento de diferentes magnitudes, permitindo relacionar o comportamento eletrotérmico dos varistores com as características das homojunções e heterojunções consideradas. / [en] The study about homojunctions and heterojunctions has scientific and technological value, because the mechanisms of formation and performance of these structures are not fully known. These junctions are in the base of different technologies, such as diodes, transistors, capacitors and supercapacitors, varistors, photovoltaic cells, detector of UV light, many kinds of sensors, catalysts and photocatalysts, among others. The present thesis aims to contribute to the development of polycrystalline ceramic systems (micro and nanostructured) based on ZnO and SnO2 and to the understanding ofthe mechanisms of formation of homojunctions and heterojunctions present in these systems and their relations with the varistor behavior, in terms of stability and degradation. Scanning electron microscopy, X-ray energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction were used to the microstructural characterization. Thermal and dilatometric analyses were used to determine the parameters and mechanisms of densification and sintering that give rise to the junctions considered. For the determination of the electrical characteristics, analysis of capacitance and polarization curves were used. Depending on the chemical compositions a variely of microstructures were obtained containing homojunctions and heterojunctions, with different densification levels and distinct varistors characteristics, that it, nonlinear behavior between voltage and electric current, with different magnitudes of switching voltages permitting to correlate the electrothermal behavior of varistors with the characteristics of homojunctions and heterojunctions considered.

[pt] Apesar de seus muitos benefícios, uma das poucas desvantagens da tecnologia do semicondutor é a vulnerabilidade dos dispositivos de estado sólido à temperatura, sobretensões e sobre correntes. Mesmo os pulsos de tensão de energia muito baixos, podem produzir interferências e danos, às vezes com conseqüências de grande envergadura. Assim, enquanto a eletrônica é utilizada em mais e mais aplicações, a temperatura, a proteção contra sobretensão e a supressão de transientes transformam-se em fatores de suma importância para o desenvolvimento de um projeto. Os varistores provaram ser excelentes dispositivos protetores por causa da sua flexibilidade da aplicação e elevada confiabilidade. Os varistores do óxido do zinco (ZnO) são dispositivos eletrônicos de última geração, desenvolvidos para promover a proteção de circuitos elétricos contra a sobretensão, causada pelas descargas elétricas atmosféricas, tensões induzidas e manobras elétricas, e ideal para limitar a corrente de pico, bem como para absorver energia. O objetivo deste trabalho é propor uma metodologia para avaliação metrológica de varistores de óxido de zinco de média tensão, visando garantir o atendimento dos requisitos metrológicos para a proteção de circuitos elétricos, eletrônicos e de telecomunicações contra a sobretensão e supressão de transientes elétricos. Propõe-se ainda determinar a incerteza de medição dos parâmetros temperatura, tensão, corrente e resistência ôhmica de amostras comerciais de varistores de óxido de zinco. / [en] Despite its many benefits, one of the few disadvantages of semiconductor technology is the vulnerability of solid state devices to undesired increase in temperature, voltage and current . Even low voltage pulses can produce interference and damages with several consequences. Thus, as electronics are used in more and more applications, temperature, protection against surge and transient suppression are becoming factors of decisive importance in projects. Varistors have proven to be excellent protective devices due to their flexibility in applications and heightened trustworthiness. The zinc oxide varistors (ZnO) are state of the art electronic devices of last generation, developed to promote the protection of electric circuits against overvoltage, caused by atmospheric electric discharges, induced voltages and electric maneuvers, and suited to limit peak current, as well as absorbing energy. The purpose of this work is to propose a methodology for experimental characterization of zinc oxide varistors of average voltage, with the purpose of guarantee the attendance of the metrological requirements for protection of electric, electronic and telecommunication circuits against transient surges and suppression of electric transients. Uncertainty of measurement of the parameters temperature, voltage, current and ohmic resistance on commercial samples of zinc oxide varistors are also determined.