Dispositivos Semicondutores
Os semicondutores, materiais inorgânicos ou orgânicos, são essenciais para a tecnologia moderna, com uma condutividade elétrica intermediária entre metais, como cobre e ouro, e isolantes, como vidro. Eles possuem uma lacuna de energia inferior a 4eV (cerca de 1eV), essencial em física do estado sólido, onde representa a faixa energética entre as bandas de valência e condução, proibindo estados eletrônicos.
Em contraste com os condutores, os elétrons dos semicondutores precisam adquirir energia, por exemplo, de radiação ionizante, para atravessar a lacuna de banda e alcançar a banda de condução. As propriedades dos semicondutores são definidas pela lacuna de energia entre as bandas de valência e condução.
Tipos de Dispositivos Semicondutores
- Diodos: Um diodo é um dispositivo eletrônico de dois terminais que permite a passagem de corrente em apenas uma direção. Ele é formado pela junção de um semicondutor tipo-p (com excesso de buracos) e um tipo-n (com excesso de elétrons).
- Transistores: Um transistor, um dispositivo de três terminais, pode amplificar ou alternar sinais eletrônicos. É feito pela junção de três camadas de material semicondutor: uma camada tipo-n, uma tipo-p e outra tipo-n (em transistores NPN) ou tipo-p (em transistores PNP).
- Circuitos Integrados (CI): Um CI é um circuito eletrônico miniaturizado, combinando vários dispositivos semicondutores, como diodos, transistores e resistores, em um único pedaço de silício. São utilizados em uma ampla gama de dispositivos eletrônicos, de computadores a equipamentos médicos.
- Células Solares: Uma célula solar é um dispositivo semicondutor que converte luz solar em eletricidade. É criada pela dopagem de uma placa de silício, formando regiões tipo-p e tipo-n, que geram um campo elétrico interno, separando elétrons e buracos, gerando tensão.
- Diodos Emissores de Luz (LEDs): Um LED é um dispositivo semicondutor que emite luz quando uma corrente passa por ele. Ele é criado pela dopagem de um material semicondutor, formando uma junção p-n, que emite luz ao passar uma corrente elétrica.
Tipos de Semicondutores
- Semicondutores Intrínsecos: São semicondutores puros, de um único elemento (como Silício, Germânio), sem dopagem intencional. Eles conduzem eletricidade quando aquecidos, permitindo que alguns elétrons ganhem energia suficiente para se tornarem livres na banda de condução.
- Semicondutores Extrínsecos: São semicondutores impuros, dopados intencionalmente para alterar suas propriedades eletrônicas.
- Semicondutores tipo-p: Nesses, átomos de impurezas como boro são introduzidos, criando “buracos” na banda de valência, que podem conduzir corrente como portadores de carga positiva.
- Semicondutores tipo-n: Aqui, átomos de impurezas como fósforo são introduzidos, criando elétrons excessivos na banda de condução, que podem conduzir corrente como portadores de carga negativa.
