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03/08/2011

SEMICONDUTORES

Prof. Marcelo Wendling
Jul/2011

Conceitos Básicos
Alguns materiais apresentam propriedades de condução elétrica intermediárias entre aquelas inerentes aos isolantes e aos condutores. Tais materiais são denominados de semicondutores.
Os materiais semicondutores mais simples são constituídos de átomos de um único elemento químico com quatro elétrons na camada de valência, ou seja átomos tetravalentes.

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Conceitos Básicos
Dois átomos, tetravalentes, bastante utilizados em materiais semicondutores são o germânio
(Ge) e silício (Si).

Rede Cristalina
Os átomos que têm quatro elétrons na camada de valência tendem a se arranjar formando uma estrutura ou rede cristalina com átomos vizinhos compartilhando seus elétrons de valência.

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Rede Cristalina

Rede Cristalina
Representação plana de uma rede cristalina de átomos tetravalentes.

Representação tridimensional de uma rede cristalina de átomos tetravalentes. 3

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Dopagem
A dopagem é um processo químico no qual átomos estranhos são introduzidos na estrutura cristalina de uma substância.
Em um cristal semicondutor a dopagem é geralmente realizada para alterar suas propriedades elétricas.
Existem
dois tipos de materiais semicondutores, tipo N e tipo P, que dependem do tipo de impureza introduzida na rede.

Semicondutor tipo N
Insere-se na estrutura cristalina, átomos contendo excesso de um elétron de valência em relação aos átomos da rede.

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Semicondutor tipo N
Inserindo vários átomos de impurezas:

Semicondutor tipo N
Com a inserção de vários átomos de impurezas, os elétrons livres passam a transitar livremente pelo material, tornando um material isolante (rede cristalina) em material com certo nível de condutividade.

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Semicondutor tipo P
Insere-se na estrutura cristalina, átomos com a deficiência de um elétron em relação aos átomos