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arrow_back Aula 02 - Conceitos de Semicondutores

Os semicondutores

Você consegue se lembrar da última aula e dizer a diferença entre os elementos condutores e isolantes?

O condutor é o termo aplicado a qualquer material que sustenta um grande fluxo de carga ao se aplicar, através de seus terminais, uma fonte de tensão de amplitude limitada (BOYLESTAD; NASHELSKY, 2004). Em outras palavras, são aqueles materiais que favorecem a passagem de corrente elétrica.

Já os materiais isolantes são aqueles que, ao contrário dos condutores, oferecem um nível muito baixo de condutividade quando submetidos a uma fonte de tensão, ou seja, são aqueles materiais que dificultam a passagem de corrente elétrica.

Sendo assim, como o próprio nome já explicita, os materiais chamados semicondutores são aqueles que têm um nível de condutividade entre os isolantes e os condutores. Quando puros e em estruturas cristalinas, e em temperaturas muito baixas, os semicondutores atuam como isolantes. Com o aumento da temperatura eles passam a ter mais elétrons livres e atuam como condutores.

Os semicondutores são chamados intrínsecos quando são cristalinos puros, sem qualquer impureza. Por isso, encontramos os átomos de silício, por exemplo, ligado a apenas outros átomos de silício. Neste caso, os átomos de silício se ligam entre si através de uma ligação química denominada covalente.

Atenção!

A ligação covalente é um tipo de ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos, causando uma atração mútua entre eles, os quais mantêm a molécula resultante unida e estável.

Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/teoria-octeto.htm. Acesso em: 22 dez. 2015.

No exemplo a seguir, na figura 1, vemos as ligações covalentes que o silício realiza. Esse elemento químico possui quatro elétrons na última camada. Numa estrutura cristalina pura, cada átomo de silício compartilha um de seus elétrons com outro átomo de silício. Atingindo, assim, a estabilidade.

Ligações covalentes realizadas entre os átomos de silício.

Repare que a figura 1 mostra apenas átomos de silício. Entretanto, os semicondutores utilizados para a confecção de dispositivos eletrônicos não são puros. Inserem-se, propositalmente, impurezas determinadas que têm como objetivo mudar radicalmente as características daquele material. Em especial, a condutividade. Esse processo é chamado de dopagem.

Atenção!

Dopagem é o procedimento de adição de impurezas – elementos químicos específicos – em semicondutores com a finalidade de dotá-los de propriedades de semicondução controlada específica.

Isso ocorre porque átomos que têm oito elétrons em sua última camada da eletrosfera são mais estáveis do que aqueles que não apresentam essa característica. Você pode encontrar mais detalhes sobre esse assunto pesquisando sobre o teorema do octeto.

Fonte: adaptado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Dopagem_eletr%C3%B4nica. Acesso em: 16 jul. 2013.

Os semicondutores dopados são denominados extrínsecos. Eles podem ser de dois tipos: tipo N e tipo P.

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