Trabalho sobre semicondutores

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – CCET
ELETRÔNICA I

Elídio Arimatéia Ferreira EE10216-52

PESQUISA BIBLIOGRAFICA SOBRE SEMICONDUTORES E TECNOLOGIA DE FABRICAÇÃO DE CIRCUITOS INTEGRADOS

São Luis - MA
2012

RELATÓRIO Nº 01
(Trabalho feito para obtenção da nota parcial referente a primeira nota relativa a disciplina de Eletrônica Iministrada pelo professor Nelson José Camelo no 2º semestre de 2012.)



São Luis - MA
2012

1. INTRODUÇÃO
Os materiais semicondutores estão entre um meio termo, entre matérias isolantes e condutores, como o próprio nome sugere com o prefixo semi.
Um material condutor é um material que, sujeito a uma diferença de potencial, sustenta um fluxo usual de cargas, ou seja, permite a passagem decorrente elétrica.
Já um material isolante oferece um nível muito baixo de condutividade quando sujeito a uma diferença de potencial.
Um semicondutor, portanto é um material que possui um nível de intermediário de condutividade e de isolação.

2. SEMICONDUTORES

3.1 Características gerais dos semicondutores.
Os materiais semicondutores mais utilizados tecnologicamente e maisabundantes na natureza são o Silício (Si) e Germânio (Ge). O que caracteriza fundamentalmente um semicondutor é o fato de possuírem quatro elétrons em sua camada de valência, permitindo assim que cada átomo, de silício (Si), por exemplo, realize ligações covalentes com quatro átomos.
O silício (Si) e o germânio (Ge) são encontrados sob a forma cristalina, ou seja, são substâncias que possuem umaestrutura cúbica, tendo seus átomos ocupando os vértices desse cubo.

3.2 Semicondutores Intrínsecos.
São semicondutores encontrados na natureza na sua forma mais pura, ou seja, sem nenhum tipo de impurezas. Os cristais dos semicondutores intrínsecos sendo assim só possuem átomos das espécies contidas em suas fórmulas químicas.

Fig. 01 – Exemplo de um cristal de silício (Si) puro.3.3 Semicondutores Extrínsecos.
São semicondutores que possuem átomos de elementos diferentes inseridos em sua estrutura cristalina. A inserção do átomo diferente ocorre com o objetivo de controlar a produção de elétrons livres e lacunas na estrutura do cristal do semicondutor em questão, esse processo de inserção recebe o nome de dopagem.

Fig. 02 – Cristal de silício (SI) composto por umátomo diferente de antimônio (Sb).

3.4 Impurezas.
Os cristais dos materiais semicondutores, silício (Si) ou germânio (Ge), são encontrados naturalmente misturados com outros elementos, por serem cristais com características difíceis de serem controladas, realiza-se um processo de purificação do mesmo e em seguida, já com o cristal na sua forma pura (intrínseco), são injetados,propositalmente, impurezas. A este processo de inserção dá-se o nome de dopagem.
Geralmente as impurezas utilizadas no processo de dopagem são átomos de elementos trivalentes como Boro (B), Alumínio (Al) e Gálio (Ga) e átomos de elementos pentavalentes como Fósforo (P) e Antimônio (Sb).

3.5 Ligação química covalente.

Como já citado anteriormente, os átomos dos elementos semicondutores possuem4 elétrons na sua camada de valência. Para que seja constituído o sólido o átomo precisa ter oito elétrons na camada de valência, para conseguir então mais quatro elétrons os átomos se associam em ligações químicas covalentes. Na ligação ocorre o compartilhamento de elétrons entres os átomos envolvidos.
Cada átomo compartilha 01 (um) elétron com o átomo vizinho, assim cada átomo central, porexemplo, compartilha 01 (um) elétron com cada um dos quatro átomos vizinhos, passando assim a ter 08 (oito) elétrons na sua camada de valência, adquirindo estabilidade suficiente para formar o sólido. Os elétrons compartilhados nas ligações químicas covalentes, não passam a fazer parte efetivamente do átomo central, portanto eletricamente os átomos ainda continuam com quatro elétrons na sua camada...
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