semicondutores

Materiais semicondutores
Tipos de condutores
Os materiais são classificados em três classes de acordo com a sua capacidade de condução de carga elétrica:
• Condutores
• Semicondutores
• Isolantes
Um material que não conduz carga é chamado isolante, enquanto que um material que seja um excelente condutor de carga é denominado condutor; um material cuja condutividade elétrica seja intermediária entre um isolante e um condutor é chamado semicondutor.
A diferença entre eles pode ser explicada em termos da estrutura de bandas de energia eletrônica, mostrado na Fig. 1. Para um isolante, a banda de energia dos elétrons da camada de valência está separada da banda de energia dos elétrons da camada de condução por uma lacuna (gap) de energia, denominada banda proibida (Fig. 1a).
Assim, para um isolante, a energia que deve ser fornecida a um elétron da camada de valência por um campo elétrico é muito inferior ao gap de energia para levar o elétron de uma camada ocupada para uma camada livre. O semicondutor também apresenta uma lacuna de energia devido à banda proibida, porém, o gap de energia é bastante inferior ao do isolante (Fig. 1b). Para um condutor, a ligação atômica sendo do tipo metálica, na qual os elétrons das camadas mais externas estão fracamente ligados aos núcleos atômicos, faz com que as bandas de energia de valência e de condução se superponham (Fig. 1c), permitindo a existência de elétrons livres, que são os responsáveis pela alta condutividade elétrica destes materiais.

Banda de condução Banda de condução Elétrons livres

EG

Banda proibida ≈ 6 eV

EG

≈ 1 eV
Banda de valência Buracos

Banda de valência (a)

(b)

(c)

Fig. 1 Estrutura de banda de energias para (a) um isolante, (b) um semicondutor e (c) um condutor.

Materiais semicondutores

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Semicondutor intrínseco
Um material semicondutor apresenta um gap de energia reduzido em comparação aos isolantes. Para os principais elementos