Engenharia

Semicondutores
Introdução.
Os materiais são constituídos por átomos, os quais são constituídos de núcleo e eletrosfera. No núcleo encontram-se os prótons e os nêutrons, enquanto que na eletrosfera encontram-se os elétrons, distribuídos em diversas camadas ou níveis.
O número de elétrons varia de material para material. Com isto existe uma variação no número de elétrons da última camada (camada de valência).
Para que um átomo esteja estável é necessário que a primeira camada possua dois elétrons e a última oito elétrons, para este ficar em condição estável, como um gás nobre. Isto se consegue na natureza, muitas vezes através de doação e recepção de elétrons, ou através do compartilhamento de elétrons entre dois átomos de dois materiais, (covalência).
Desenvolvimento
Os materiais semicondutores são materiais, os quais possuem uma resistência situada entre a dos materiais condutores e isolantes. Os principais materiais semicondutores utilizados na eletrônica são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), sendo este último o mais utilizado. Recentemente está sendo investindo em pesquisas com materiais semicondutores para aplicação na eletrônica fabricado a partir do carbono, pesquisas estas que já obtiveram sucesso.
Nos materiais semicondutores, a camada de valência possui 4 elétrons, como o material tende a possuir oito elétrons na camada de valência, e o elemento semicondutor só possui quatro, este acomoda os seus átomos, simetricamente entre si, constituindo uma estrutura cristalina, através de ligações covalentes. Estrutura de um material semicondutor |
Formação dos elementos tipo P e N
Devido a tendência de transformar-se em uma estrutura simétrica, um material semicondutor quase não possui elétrons livres.
Para se utilizar efetivamente os materiais semicondutores, são introduzidos elementos adicionais, nas estruturas cristalinas denominadas “impurezas”, através de processos de injeção ou difusão.
Estas impurezas são elementos cujos átomos possuem três ou