Semicondutores

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 3
SEMICONDUÇÃO EM TERMOS DE BANDA 4
TIPOS DE DOPAGEM 5
CRISTAL TIPO N 6
CRISTAL TIPO P 6
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NOS SEMICONDUTORES 8
APLICAÇÃO DOS SEMICONDUTORES 8
CONCLUSÃO 9
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 10

INTRODUÇÃO

Materiais são constituídos por átomos, os quais são constituídos de núcleo e eletrosfera. No núcleo encontram-se os prótons e os nêutrons, enquanto que naeletrosfera encontram-se os elétrons, distribuídos em diversas camadas ou níveis. O numero de elétrons varia de material para material, com isto existe uma variação no numero de elétrons da ultima camada que é chamada de camada de valência. Para que um átomo esteja estável é necessário que a primeira camada possua dois elétrons e a ultima (camada de valência) possua oito elétrons, para este ficar emcondição estável, como um gás nobre. Isto se consegue na natureza, muitas vezes através de doação e recepção de elétrons, ou através do compartilhamento de elétrons entre dois átomos de dois materiais (ligação covalente).
Os materiais semicondutores são materiais que possuem em sua ultima camada 4 elétrons (tetravalentes), ficando entre os isolantes que possuem de 5 a 8 elétrons e os condutoresque possuem de 1 a 3 elétrons na ultima camada. Materiais semicondutores apresentam características de isolação e condução elétrica, dependendo da sua estrutura química, os materiais mais utilizados como semicondutores são o silício (Se) e o germânio (Ge). Como pode ser visto na Figura 1, a estrutura do cristal de silício, apresenta 4 elétrons na camada de valência. O material semicondutorconsegue acomodar elétrons de forma simétrica formando assim um cristal. Denomina-se cristal intrínseco ou cristal puro aquele que se formou de um material semicondutor de modo natural seja por altas temperaturas ou pressões. Os cristais intrínsecos são de pouca utilidade, porém quando dopados com outros elementos se tornam efetivamente úteis, passando a ser denominados de cristais extrínsecos do tipo Nou do tipo P.
A ligação em semicondutores predominantemente covalente fraca, faz com que os elétrons de valência estejam fracamente ligados ao átomo. Para conseguir uma condução elétrica viável para utilização, emprega-se o aumento de temperatura de modo a excitar os elétrons (aumento de energia térmica), permitindo que eles sejam removidos da chamada banda de valência para a banda de condução domaterial semicondutor, aumentando a condutividade do material (CALLISTER, 2008).
O presente estudo visa apresentar a definição de semicondutividade e as respectivas características e utilidade dos semicondutores. Dentro desse contexto, questiona-se: Qual a utilidade dos semicondutores? Objetiva-se: demonstrar por meio gráficos e literários os materiais semicondutores e suas características.Figura 1: Estrutura cristalina de um material semicondutor.

FONTE: Semicondutores. Disponível em:<http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=110&idSubSecao=&idTexto=49>.

SEMICONDUÇÃO EM TERMOS DE BANDA

Semicondutores são materiais para os quais a temperatura ambiente (adote 0K), a chamada banda de valência (BV) está totalmente preenchida e a banda de condução (BC)totalmente vazia, a Figura 2 apresenta estas duas bandas separadas por um intervalo vazio ou intervalo de energia proibida (gap - de ordem de 1,1 eV para o silício e 0,72 eV para o germânio) sendo ele, relativamente estreito nos materiais semicondutores, quando comparados com os materiais isolantes.
Porém, com excitação térmica promovo-se um elétron para a banda de condução formando-se doisportadores de carga: o elétron e a lacuna. Cada elétron movido para a camada de condução deixa na banda de valência lacunas/buracos, que se comportam como partículas positivas. A quantidade de elétrons que serão termicamente excitados depende do tamanho do intervalo entre as bandas e da temperatura que foi empregada para tornar os elétrons do semicondutor capazes de transportar carga (CALLISTER, 2008)....
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