O que é Física de Semicondutores?
O que é Física de Semicondutores?
Definição de Física de Semicondutores
A física de semicondutores é definida como o estudo de materiais com condutividade elétrica entre condutores e isolantes, principalmente envolvendo elementos como silício e germânio.
Propriedades dos Semicondutores
Os semicondutores possuem resistividade moderada e um coeficiente de temperatura negativo de resistência, o que significa que sua resistência diminui com o aumento da temperatura.
Ligação Covalente
Os elétrons de valência nos átomos de semicondutor desempenham um papel vital na ligação entre os átomos no cristal de semicondutor. A ligação entre os átomos ocorre porque cada átomo tem uma tendência a preencher sua camada mais externa com oito elétrons.
Cada átomo de semicondutor possui quatro elétrons de valência e pode compartilhar quatro elétrons de átomos vizinhos para completar oito elétrons em sua camada mais externa. Esta partilha de elétrons cria ligações covalentes.
Cada átomo de semicondutor forma quatro ligações covalentes com quatro átomos vizinhos no cristal. Isso significa que uma ligação covalente é criada com cada um dos quatro átomos vizinhos de semicondutor. A figura abaixo mostra as ligações covalentes formadas em um cristal de germânio.
No cristal de germânio, cada átomo tem oito elétrons em sua última órbita. Mas em um único átomo de germânio isolado, há 32 elétrons. A primeira órbita consiste em 2 elétrons. A segunda órbita consiste em 8 elétrons. A terceira órbita consiste em 18 elétrons e restam 4 elétrons na quarta ou órbita mais externa.
Mas no cristal de germânio, cada átomo compartilha 4 elétrons de valência de quatro átomos vizinhos para preencher sua órbita mais externa com oito elétrons. Dessa forma, cada um deles no cristal terá oito elétrons em sua órbita mais externa.
A formação de ligações covalentes associa cada elétron de valência a um átomo, deixando sem elétrons livres em um cristal de semicondutor ideal. Os átomos são ordenadamente arranjados devido a essas ligações, criando a estrutura cristalina de um semicondutor.
Teoria das Bandas de Energia
Os semicondutores possuem uma pequena lacuna de energia entre as bandas de valência e condução, permitindo que os elétrons se movam e conduzam eletricidade quando energia é aplicada.
Tipos de Semicondutores
Semicondutor Intrínseco
Semicondutor Extrínseco
Semicondutor do Tipo N e do Tipo P
