Diodos semicondutores

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPERTAMENTO DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE INSTRUMENTAÇÃO CIENTÍFICA
DIODOS SEMICONDUTORES

ALUNA: DEBORAH SOUZA GOMES

MANAUS-AMAZONAS
2012
INTRODUÇÃO
Semicondutores são sólidos geralmente cristalinos de condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes. Os Semicondutores são, quando puros e cristalinos, atemperaturas muito baixas, excelentes isolantes. Ao contrário do comportamento observado nos metais, contudo, a condutividade dos semicondutores puros aumenta significadamente com a temperatura. Usualmente, à temperatura do ambiente, exibem ainda baixa condutividade, sendo, portanto bons isolantes quando em condições de manuseios. Tornam-se condutores se consideravelmente aquecidos, contudo. Osmateriais semicondutores podem ser tratados de diferentes maneiras de forma a tornarem-se tão condutores quanto o necessário à temperatura do ambiente. A combinação de semicondutores com diferentes tipos de dopagens faz emergir propriedades elétricas não observáveis quando separados, propriedades muito úteis, sobretudo no controle de correntes elétricas. A seguir discutiremos as características físicasde semicondutores, particularmente, do silício e do germânio.



OBJETIVO
Levantar a curva característica do diodo semicondutor e verificar o funcionamento do mesmo polarizando-o diretamente e reversamente;
Verificar também o funcionamento dos LED`s.

FUNDAMENTO TEÓRICO
O diodo semicondutor é formado da junção de um material tipo P com um material tipo N, construídos a partir da mesmabase de Silício. Outros tipos de semicondutores, como o de Germânio, também são usados, mas o diodo de Silício é mais difundido comercialmente porque possui capacidade de corrente, tensão de pico inversa e faixa de temperatura mais alta. A vantagem do diodo de Germânio sobre o de Silício é que sua região ativa se inicia com tensões mais baixas. Para diodos de Silício V0= 0,7 V e para diodos deGermânio V0= 0,3 V.

* Semicondutor tipo N

O semicondutor tipo N é obtido adicionando-se quantidades controladas de impurezas pentavalente ao material puro (semicondutor intrínseco). Por exemplo, adicionando-se o fósforo (P) o qual é pentavalente (5 elétrons na camada de valência), o mesmo substituirá um átomo de semicondutor (Ge ou Si). Quatro dos seus elétrons serão compartilhados com quatroátomos vizinhos de Si enquanto o quinto elétron poderá se tornar livre em temperaturas muito baixas sem que seja gerado lacuna.
Desta forma inicialmente só teremos elétrons livres como portadores de carga, por isso o material  é chamado de N e a impureza de doadora. Aumentando-se mais ainda a temperatura será atingida uma temperatura para a qual será gerado os pares elétron-lacuna. Os elétronslivres são chamados de portadores majoritários enquanto as lacunas são chamadas de portadores minoritários.

 (a)    (b)
Figura 1: (a) Átomo de fósforo ligado a quatro átomos de Si (b)  quinto elétron livre gera um íon preso à estrutura cristalina

* Semicondutor tipo P
O semicondutor tipo P é obtido adicionando-se quantidades controladas de impurezastrivalentes ao material puro (semicondutor intrínseco). Um exemplo deste tipo de impureza é o boro (B). Como o boro é trivalente os seus três elétrons de Valencia serão compartilhados com quatro átomos de Si, porém uma das ligações não será completada. Essa lacuna poderá se comportar como um portador de carga positivo em uma temperatura muito baixa quando um elétron de valência de um átomo vizinho sedeslocar para ocupar aquela vaga.
Desta forma inicialmente só teremos lacunas  livres como portadores de carga, por isso o material  é chamado de P e a impureza de aceitadora. Aumentando-se mais ainda a temperatura será atingida uma temperatura para a qual será gerado os pares elétron-lacuna. As lacunas livres são chamados de portadores majoritários enquanto os elétrons livres são chamados de...
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