Dispositivos Semicondutores

Dispositivos Semicondutores
Parte 1

Diodos

Prof. Anderson Wilker Sanfins
1) Materiais Semicondutores

1.1) Introdução

Materiais Semicondutores são aqueles que apresentam características de isolante ou de condutor, dependendo da forma como se apresenta sua estrutura química. O exemplo típico do material semicondutor é o carbono (C). Dependendo da forma como os átomos se interligam, o material formado pode se tornar condutor ou isolante.
Dois exemplos bastante conhecidos de materiais formados por átomos de carbono são o diamante e o grafite.
O diamante é um material de grande dureza que se forma pelo arranjo de átomos de carbono em forma de estrutura cristalina. É eletricamente isolante.
O grafite é um material que se forma pelo arranjo de átomos de carbono em forma triangular. É condutor de eletricidade.

1.2) Dopagem

A dopagem é um processo químico que tem por finalidade introduzir átomos estranhos (impureza) na estrutura cristalina de uma substância pura como o germânio e o silício, por exemplo. Esses átomos estranhos à estrutura cristalina são denominados impurezas.
A dopagem, que é realizada em laboratórios, introduz no interior da estrutura de um cristal uma quantidade controlada de uma determinada impureza para transformar essa estrutura em condutor. A forma como o cristal conduzirá a corrente elétrica e sua condutibilidade dependem do tipo de impureza utilizado e da quantidade de impureza aplicada.

1.3) Cristal N

Quando o processo de dopagem introduz na estrutura cristalina uma quantidade de átomos com mais de quatro elétrons na última camada, como o fósforo (P), que é pentavalente, forma-se uma nova estrutura cristalina denominada Cristal N.
Dos cinco elétrons do fósforo, apenas quatro encontram um par no cristal. Isso possibilita a formação covalente. O quinto elétron do fósforo não forma ligação covalente porque não encontra, na estrutura, um elétron que possibilite essa formação. No cristal semicondutor, cada