Semicondutores

(1) Por que o semicondutor puro é um isolante quase ideal?

A união entre os átomos de elementos semicondutores é realizada por meio de ligações covalentes. Como eles possuem 4 elétrons na órbita de valência, cada um deles precisa fazer 4 ligações covalentes com outros 4 átomos para que as suas órbitas de valência atinjam a estabilidade com 8 elétrons.

Isso faz com que a estrutura atômica do material semicondutor puro tenha o aspecto de um cristal. A estabilidade das órbitas de valência e a estrutura rígida dos cristais fazem com que os semicondutores puros comportem­-se como isolantes quase ideais.

(2) Por que o semicondutor puro pode também, se comportar como uma resistência elétrica? (ou seja, como pode o semicondutor puro ter sua resistividade diminuida sem a adição de impurezas?).

Num cristal semicondutor puro (ou intrínseco), embora os elétrons de valência estejam firmemente fixados na estrutura cristalina, ainda assim é possível que, à temperatura ambiente, alguns elétrons recebam energia suficiente para se tornarem livre, assim o cristal passa a se comportar como uma resistência elétrica.
Quanto maior a temperatura do cristal, maior o número de elétrons livres e, portanto, menor a sua resistência.

(3) Qual é a diferença entre os semicondutores e os metais em relação às cargas que formam a corrente elétrica?

Nos semicondutores a corrente elétrica é formada por cargas positivas (lacunas) e negativas (elétrons).
Enquanto nos metálicos a corrente elétrica é formada apenas por cargas negativas (elétrons).

(4) Caracterize o semicondutor tipo P e o semicondutor tipo N quanto as suas impurezas e portadores. Faça uma tabela comparativa.

Semicondutor tipo P
Semicondutor tipo N
Impurezas
Trivalentes
Pentavalentes
Portadores Majoritários
Lacunas
Elétrons
Portadores Minoritários
Elétrons
Lacunas

(5) De que forma a dopagem altera as caracteristicas elétricas e físicas de um cristal