Física dos semicondutores

Semicondutores
Os semicondutores sem qualquer sombra de dúvida revolucionaram a tecnologia dos circuitos eletrônicos, por se tratarem de dispositivos de pequenas dimensões aliadas a uma operação eficiente e confiável. Os diodos e os transistores bipolares são os dispositivos semicondutores mais conhecidos e utilizados. O transistor foi inventado em 1948 por J. Bardeen e W. H. Brattain da Bell Telephone
Laboratories. O nome transistor é derivado de transferência de resistência, indicando assim um dispositivo de estado sólido. Os elementos germânio e silício são os mais utilizados na fabricação de diodos e transistores.
Dispositivos semicondutores
O semicondutor é um material que possui uma resistência entre um condutor e um isolante. A principal característica de um semicondutor é a sua estrutura atômica, que permite uma condução maior, mediante a adição de impurezas. A adição de elementos de impureza em uma estrutura pura de germânio ou silício denomina-se dopagem. A finalidade da dopagem é aumentar a quantidade de cargas livres positivas ou negativas, que podem mover-se mediante uma tensão externa. Quando o número de elétrons livres, cargas negativas, é aumentado, o semicondutor é do tipo negativo ou tipo N; diminuindo o número de elétrons livres o semicondutor torna-se do tipo P. Desta forma no semicondutor dopado do tipo N prevalecem as cargas negativas, enquanto que no tipo P prevalecem as cargas positivas.
Quando os dois tipos são unidos, o resultado é uma junção PN ou NP.

Uma junção PN é na realidade um diodo semicondutor, que tem como característica principal conduzir corrente em uma única direção.
Características do semicondutor
As principais características do semicondutor puro, ou seja, sem dopagem, são:
a) Resistência maior do que os condutores metálicos, porém menor do que isolantes;
b) Coeficiente negativo, isto é, a resistência diminui com o aumento da temperatura;
c) A valência dos átomos que constituem esses semicondutores