Semicondutores

1.1 FÍSICA DOS SEMICONDUTORES

A ESTRUTURA DO ÁTOMO
O átomo é formado basicamente por 3 tipos de partículas elementares: Elétrons, prótons e nêutrons.
Todos os materiais encontrados na natureza são formados por diferentes tipos de átomos, diferenciados entre si pelo seus números de prótons, elétrons e nêutrons. Cada material tem uma infinidade de características, mas uma especial em eletrônica é o comportamento à passagem de corrente. Pode-se dividir em três tipos principais:

MATERIAIS CONDUTORES DE ELETRICIDADE
São materiais que não oferecem resistência a passagem de corrente elétrica. Quanto menor for a oposição a passagem de corrente, melhor condutor é o material.
MATERIAIS ISOLANTES
São materiais que possuem uma resistividade muito alta, bloqueando a passagem da corrente elétrica.
MATERIAL SEMICONDUTOR
Materiais que apresentam uma resistividade elétrica intermediária. Como exemplo temos o germânio e silício

ESTUDO DO SEMICONDUTORES
Os átomos de germânio e silício tem uma camada de valência com 4 elétrons. Quando os átomos de germânio (ou silício) agrupam-se entre si, formam uma estrutura cristalina, ou seja, são substâncias cujos átomos se posicionam no espaço, formando uma estrutura ordenada. Nessa estrutura, cada átomo une-se a quatro outros átomos vizinhos, por meio de ligações covalentes, e cada um dos quatro elétrons de valência de um átomo é compartilhado com um átomo vizinho, de modo que dois átomos adjacentes compartilham os dois elétrons.
Se nas estruturas com germânio ou silício não fosse possível romper a ligações covalentes, elas seriam materiais isolantes. No entanto com o aumento da temperatura algumas ligações covalentes recebem energia suficiente para se romperem, fazendo com que os elétrons das ligações rompidas passem a se movimentar livremente no interior do cristal, tornando-se elétrons livres.
Com a quebra das ligações covalentes, no local onde havia um elétron de valência, passa a existir uma região