Importancia de se estudar semi-condutores

POR QUE ESTUDAR SEMICONDUTORES? por Harley A. Koyama Sato

Semicondutores são os materiais que, devido a processos tecnológicos, em um dado momento são bons condutores e, em outros, bons isolantes. Tais processos existem em quantidade inumerável. Neste artigo, vamos nos ater apenas a um processo, que é a chamada junção P-N. Este processo tem como produto um bipolo chamado diodo, que é bom condutor em um sentido de passagem de corrente e bom isolante em outro. Suas aplicações são fundamentais no nosso cotidiano, nas nossas relações externas e no campo da Medicina, por exemplo. Símbolo do diodo e sentido permitido para a corrente:

O PROCESSO DE JUNÇÃO P-N
Existem semicondutores puros e impuros. Tomemos como exemplo o silício, material semicondutor mais utilizado atualmente. Sua estrutura é composta de infinitos átomos de silício unidos através de ligações covalentes, que são quatro por átomo — pois silício é da família 4A, tem quatro elétrons na sua camada de valência e necessita de mais quatro elétrons para ficar estável (teoria do octeto). Observe a estrutura
— — Si — Si — — — — — Si — Si — — —

fica negativo, pois recebeu elétrons; e o N fica positivo, pois perdeu elétrons. Se um lado fica positivo e outro negativo, ocorre a formação de um campo elétrico do positivo para o negativo, ou seja do pedaço N para o pedaço P. Devido ao campo elétrico, surge uma força nos elétrons contra seu movimento (difusão), e o fluxo de elétrons vai tornar-se nulo, estabelecendo-se o equilíbrio. Acabamos de fabricar um diodo com as características descritas no início do artigo, onde os pólos de ligação são os lados opostos à região de contato.

P N
E
→

A estrutura desenhada é do silício puro, pois só vemos átomos de silício. Nos semicondutores impuros, a estrutura é a mesma, só que com alguns átomos diferentes do silício. Tais átomos podem ter maior ou menor número de elétrons na sua camada de valência. Se apresentarem maior número de elétrons, quatro elétrons vão se