{"id":80751,"date":"2024-01-14T13:17:56","date_gmt":"2024-01-14T13:17:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/teoria-dos-semicondutores-estrutura-da-banda-eletronica\/"},"modified":"2024-01-20T10:02:37","modified_gmt":"2024-01-20T10:02:37","slug":"teoria-dos-semicondutores-estrutura-da-banda-eletronica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/pt-br\/teoria-dos-semicondutores-estrutura-da-banda-eletronica\/","title":{"rendered":"Teoria dos Semicondutores | Estrutura da Banda Eletr\u00f4nica"},"content":{"rendered":"

Teoria dos Semicondutores<\/h2>\n

Os semicondutores s\u00e3o materiais inorg\u00e2nicos ou org\u00e2nicos que t\u00eam a capacidade de controlar sua condu\u00e7\u00e3o de acordo com a estrutura qu\u00edmica, temperatura, ilumina\u00e7\u00e3o e a presen\u00e7a de dopantes. O termo “semicondutor” deriva do fato de esses materiais apresentarem uma condutividade el\u00e9trica intermedi\u00e1ria entre um metal, como cobre ou ouro, e um isolante, como o vidro. Eles possuem uma lacuna de energia inferior a 4eV (cerca de 1eV).<\/p>\n

O Gap de Energia nos Semicondutores<\/h2>\n

Na f\u00edsica do estado s\u00f3lido, essa lacuna de energia, ou gap de banda, \u00e9 uma faixa de energia situada entre a banda de val\u00eancia e a banda de condu\u00e7\u00e3o onde os estados eletr\u00f4nicos s\u00e3o proibidos. Diferentemente dos condutores, os el\u00e9trons dos semicondutores precisam adquirir energia (por exemplo, atrav\u00e9s de radia\u00e7\u00e3o ionizante) para atravessar o gap de banda e alcan\u00e7ar a banda de condu\u00e7\u00e3o. As propriedades dos semicondutores s\u00e3o determinadas pelo gap de energia entre as bandas de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Estrutura Eletr\u00f4nica dos Semicondutores<\/h2>\n

A teoria dos semicondutores baseia-se no comportamento dos el\u00e9trons e buracos em uma estrutura de rede cristalina. Essa teoria \u00e9 conhecida como estrutura de banda eletr\u00f4nica. A estrutura de banda eletr\u00f4nica de um s\u00f3lido descreve o intervalo de n\u00edveis de energia que os el\u00e9trons podem ter dentro dele, bem como os intervalos de energia que eles n\u00e3o podem ter (chamados de lacunas de banda ou bandas proibidas).<\/p>\n

Os semicondutores possuem uma banda de val\u00eancia, que \u00e9 a banda de energia mais alta completamente preenchida com el\u00e9trons, e uma banda de condu\u00e7\u00e3o, que \u00e9 a pr\u00f3xima banda de energia mais alta que est\u00e1 vazia ou apenas parcialmente preenchida com el\u00e9trons. O gap de energia entre as bandas de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o \u00e9 chamado de gap de banda.<\/p>\n

Comportamento dos Semicondutores em Diferentes Temperaturas<\/h2>\n

A temperatura absoluta zero, todos os el\u00e9trons em um semicondutor est\u00e3o na banda de val\u00eancia e n\u00e3o h\u00e1 el\u00e9trons livres na banda de condu\u00e7\u00e3o. No entanto, em temperatura ambiente ou mais alta, alguns el\u00e9trons na banda de val\u00eancia podem ser excitados por energia t\u00e9rmica ou por uma fonte de energia externa, como luz ou um campo el\u00e9trico, e saltar para a banda de condu\u00e7\u00e3o, deixando para tr\u00e1s um buraco na banda de val\u00eancia.<\/p>\n

O movimento desses el\u00e9trons livres e buracos na estrutura de rede cristalina do semicondutor pode ser descrito pelas leis da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. O comportamento desses portadores de carga \u00e9 influenciado por fatores como a estrutura cristalina, a concentra\u00e7\u00e3o e tipo de dopagem, a temperatura e a presen\u00e7a de impurezas ou defeitos na rede cristalina.<\/p>\n

Semicondutores Intr\u00ednsecos e Extr\u00ednsecos<\/h2>\n

Os semicondutores intr\u00ednsecos t\u00eam um n\u00famero perfeitamente equilibrado de el\u00e9trons livres e buracos, e sua condutividade \u00e9 determinada pela concentra\u00e7\u00e3o intr\u00ednseca de el\u00e9trons livres e buracos, que aumenta exponencialmente com a temperatura. Os semicondutores extr\u00ednsecos, dopados com impurezas, t\u00eam uma concentra\u00e7\u00e3o muito maior de el\u00e9trons livres ou buracos, o que aumenta drasticamente sua condutividade e os torna \u00fateis para dispositivos eletr\u00f4nicos.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\n Original Article<\/a>\n<\/div>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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