eletronica analogica

Curso de Eletrônica
Parte Analógica

Ademarlaudo Barbosa

III – Dispositivos semicondutores
Os átomos de um material semicondutor são dispostos em uma rede cristalina. Enquanto em um átomo isolado os níveis de energia acessíveis a um elétron são discretos, quando ordenados na rede os níveis se subdividem
(degeneração) a tal ponto que para o cristal podemos identificar bandas de energia. A chamada banda de valência é ocupada por elétrons ligados aos átomos e a banda de condução contém os elétrons livres para circular pela rede cristalina. Entre as bandas de condução e valência existe a banda
‘proibida’, no sentido de que não há probabilidade para que um elétron do cristal tenha energia de valor dentro desta banda. Conforme mostrado na Fig.
21, esta noção de bandas permite classificar genericamente os materiais como isolantes, condutores e semicondutores.

∼ 1 eV

∼ 6 eV

ISOLANTE
Valência

SEMICONDUTOR
Condução

Proibida

CONDUTOR
Intersecção

Fig. 29: Classificação de materiais em termos da estrutura de bandas.

Num isolante praticamente não há elétrons na banda de condução, e a diferença de energia entre as bandas de condução e valência é relativamente alta, de modo que a, temperatura ambiente, um elétron não tem energia suficiente para ‘saltar’ para a banda de condução. Num condutor as bandas se

interceptam, e os elétrons podem se mover livremente pelos átomos do material. No semicondutor a diferença de energia entre bandas é pequena, os elétrons podem facilmente passar para a banda de condução deixando um buraco na banda de valência.

3.1 Semicondutor intrínseco, dopado e junção

Na rede cristalina de um semicondutor puro (também denominado intrínseco) a temperatura ambiente, existe uma probabilidade não nula para que elétrons passem para a banda de condução, de modo que pares elétronburaco são constantemente gerados. Em condições de equilíbrio elétrico e térmico a concentração ni de elétrons ou buracos pode