Semicondutor Intrinseco

Páginas: 10 (2263 palavras) Publicado: 6 de agosto de 2013









Semicondutores

Intrínsecos















1. Introdução

3.1 Definição:

Os semicondutores são materiais com condutividade intermediária, não tão bons condutores elétricos e nem bons isolantes térmicos, o que caracteriza sua principal propriedade elétrica: a semicondutividade. São relativamente invisíveis, mas têm um impacto social comparável ao dospolímeros, que são materiais altamente visíveis [SHACKELFORD].
As propriedades elétricas dos semicondutores são afetadas por variação de temperatura, exposição à luz e acréscimos de impureza. Semicondutores puros (como exemplo o silício) apresentam uma condutividade elétrica limitada.
Na Figura 1 podem-se observar componentes que em suas constituições possuem como principal componente ummaterial semicondutor.

Figura 1 – Componentes eletrônicos tendo como principal material os semicondutores.




De acordo com a teoria dos níveis de energia (a qual diz que a maneira com que os elétrons se distribuem nas órbitas em torno do núcleo do átomo não é aleatória) e a teoria dos níveis de valência pode-se dizer que quando os átomos não estão isolados, mas juntos em um material sólido,as forças de interação entre eles são significativas (teoria das bandas de energia), podendo existir níveis de energia não permitidos, logo acima da valência.
Em sólidos o processo de condução precisa do movimento de elétrons, o qual depende da estrutura eletrônica do material. Em materiais semicondutores, os transportadores móveis são os elétrons da banda de condução e os buracos da banda devalência. A banda de valência surge do recobrimento entre os orbitais de valência dos átomos individuais, enquanto que a banda de condução é o resultado do recobrimento entre os orbitais mais elevados parcialmente preenchidos ou vazios [SILVA].
Assim quando dois átomos se aproximam numa ligação atômica, os níveis de energias dos elétrons exteriores se alteram devido à interação entre os camposdos dois átomos, formando assim a rede cristalina. Em um cristal grande, o número de átomos que interagem faz com que os níveis de energia se transformem em um contínuo de níveis de energia muito próximos. Este fenômeno ocorre devido à capacidade que os átomos tendem a completar os oito elétrons em sua camada de valência, tendendo a adquiri maior estabilidade possível [SILVA, F.].
Para que ummaterial forneça uma condução elétrica, é necessário que os elétrons de valência, sob a ação de um potencial elétrico aplicado, saltem do nível de valência para um nível ou banda de condução [1].
De acordo com a Figura 2, um material condutor quase não possui níveis ou banda de energia proibidos entre a condução e a valência, sendo assim a corrente flui facilmente sob a ação de um campo elétrico,já um material isolante apresenta uma banda proibida de grande extensão entre a valência e a condução, sendo assim dificilmente ocorre uma condução elétrica [1].
Nos materiais ditos semicondutores existem bandas de energia proibidas com larguras intermediárias. Isso explica que esses materiais podem apresentar alguma condução, melhor que a dos isolantes, mas pior que a dos condutores.

Figura2 – Níveis de energia, banda de condução e banda de valência para materiais isolantes, condutores e semicondutores.




Esses materiais semicondutores são capazes de mudar sua condição de isolante para a de condutor. Eles podem sofrer grandes alterações em sua condutividade, pois a quantidade de energia necessária para retirar um elétron da banda de valência e levá-lo para a banda decondução é intermediária entre a energia necessária para o isolante e o condutor. Em baixas temperaturas, os semicondutores puros comportam-se como isolantes, em temperaturas mais altas, com luz ou adição de impurezas, sua condutividade pode ser aumentada e assim pode alcançar um nível de condutividade se aproximando dos metais [1].
Materiais semicondutores ditos puros são também conhecidos como...
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