semicondutores

Materiais Semicondutores

Em química se aprende que, em condições normais, os átomos que possuem 4 elétrons na última camada de valência não são estáveis. Os semicondutores são substâncias cujos átomos possuem quatro elétrons na camada de valência (última camada). Os semicondutores não são bons nem maus condutores de eletricidade, na verdade a sua condutividade depende da temperatura a qual ele está submetido. Por exemplo, um cristal de silício se comporta como um isolante perfeito a temperatura de -273ºc. A medida que a temperatura vai aumentando, sua condutividade também aumenta. Os semicondutores se enquadram nesse grupo, mas por causa da forma com que agrupam seus átomos (cada átomo fica equidistante em relação a quatro outros átomos, ou seja, uma estrutura cristalina) eles conseguem alcançar a estabilidade fazendo quatro ligações químicas covalentes, conseguindo 8 elétrons na última camada, e por consequência ficam estáveis quimicamente.

Mas quais são as características dos semicondutores que os tornam tão importantes para a eletrônica?
Os semicondutores formam Bandas de Energia, com as seguintes características:

Bandas de energia

Quando os átomos não estão isolados mas juntos em um material sólido, as forças de interação entre eles são significativas. Isso provoca uma alteração nos níveis de energia acima da valência. Podem existir níveis de energia não permitidos, logo acima da valência.

Figura 01

Para que um material conduza eletricidade, é necessário que os elétrons de valência, sob ação de um potencial elétrico aplicado, saltem do nível de valência para um nível ou banda de condução.

Conforme Figura 01, em um material condutor quase não existem níveis ou banda de energia proibidos entre a condução e a valência e, portanto, a corrente flui facilmente sob a ação do campo elétrico.

Um material isolante apresenta uma banda proibida de grande extensão entre a valência e condução. Por isso, dificilmente há condução da