- \n
- Condutividade vari\u00e1vel:<\/strong> Semicondutores podem ser feitos para conduzir eletricidade sob certas condi\u00e7\u00f5es, como quando expostos \u00e0 luz ou calor. Eles tamb\u00e9m podem atuar como isolantes sob diferentes condi\u00e7\u00f5es.<\/li>\n
- Gap energ\u00e9tico:<\/strong> Semicondutores t\u00eam um gap energ\u00e9tico, que \u00e9 a energia necess\u00e1ria para mover um el\u00e9tron da banda de val\u00eancia para a banda de condu\u00e7\u00e3o. O tamanho do gap energ\u00e9tico determina a energia necess\u00e1ria para o semicondutor tornar-se um condutor.<\/li>\n
- Dopagem:<\/strong> Semicondutores podem ser dopados com impurezas para modificar suas propriedades el\u00e9tricas. A dopagem introduz el\u00e9trons adicionais ou “buracos” no material, o que pode aumentar ou diminuir sua condutividade.<\/li>\n
- Depend\u00eancia da temperatura:<\/strong> A condutividade el\u00e9trica dos semicondutores \u00e9 altamente dependente da temperatura. \u00c0 medida que a temperatura aumenta, a condutividade do material geralmente aumenta tamb\u00e9m.<\/li>\n
- Sensibilidade \u00e0 luz:<\/strong> Alguns semicondutores s\u00e3o sens\u00edveis \u00e0 luz e podem ser usados em aplica\u00e7\u00f5es como c\u00e9lulas fotovoltaicas, sensores de luz e LEDs.<\/li>\n
- Portadores de carga minorit\u00e1rios:<\/strong> Em semicondutores, el\u00e9trons e buracos s\u00e3o conhecidos como portadores de carga minorit\u00e1rios. Esses portadores podem ser manipulados e controlados para produzir propriedades el\u00e9tricas desejadas no material.<\/li>\n<\/ul>\n
Semicondutores Intr\u00ednsecos e Extr\u00ednsecos<\/h2>\n
Semicondutores podem ser classificados em dois tipos b\u00e1sicos com base em suas propriedades eletr\u00f4nicas:<\/p>\n
- \n
- Semicondutores Intr\u00ednsecos:<\/strong> S\u00e3o semicondutores puros, compostos por um \u00fanico elemento (por exemplo, Sil\u00edcio, Germ\u00e2nio) e n\u00e3o t\u00eam dopagem intencional com impurezas. Eles conduzem eletricidade quando aquecidos, e alguns el\u00e9trons ganham energia suficiente para se libertarem de suas liga\u00e7\u00f5es e se tornarem el\u00e9trons livres na banda de condu\u00e7\u00e3o.<\/li>\n
- Semicondutores Extr\u00ednsecos:<\/strong> S\u00e3o semicondutores impuros, intencionalmente dopados com impurezas para mudar suas propriedades eletr\u00f4nicas. Podem ser ainda classificados em dois tipos:\n
- \n
- Semicondutores tipo-p:<\/em> Nos semicondutores tipo-p, \u00e1tomos de impurezas como boro s\u00e3o introduzidos no material semicondutor. Estas impurezas t\u00eam menos el\u00e9trons de val\u00eancia do que o material do semicondutor, o que resulta na cria\u00e7\u00e3o de “buracos” (aus\u00eancia de el\u00e9trons) na banda de val\u00eancia. Estes buracos podem conduzir corrente como portadores de carga positiva, dando ao material sua designa\u00e7\u00e3o tipo-p.<\/li>\n
- Semicondutores tipo-n:<\/em> Nos semicondutores tipo-n, \u00e1tomos de impurezas como f\u00f3sforo s\u00e3o introduzidos no material semicondutor. Estas impurezas t\u00eam mais el\u00e9trons de val\u00eancia do que o material do semicondutor, o que cria el\u00e9trons em excesso na banda de condu\u00e7\u00e3o. Estes el\u00e9trons em excesso podem conduzir corrente como portadores de carga negativa, dando ao material sua designa\u00e7\u00e3o tipo-n.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n
Teoria da Semicondutividade<\/h2>\n
A teoria da semicondutividade baseia-se no comportamento de el\u00e9trons e buracos em uma estrutura de rede cristalina. Esta teoria \u00e9 conhecida como estrutura de bandas eletr\u00f4nicas. A estrutura de bandas eletr\u00f4nicas 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 gaps energ\u00e9ticos ou bandas proibidas).<\/p>\n
Semicondutores t\u00eam 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 parcialmente preenchida com el\u00e9trons. O gap energ\u00e9tico entre as bandas de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o \u00e9 chamado de gap energ\u00e9tico.<\/p>\n
\u00c0 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, \u00e0 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. 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.<\/p>\n
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. Semicondutores extr\u00ednsecos, que s\u00e3o 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
![\"\"](\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/logo.png\")
<\/p>\n - Semicondutores tipo-n:<\/em> Nos semicondutores tipo-n, \u00e1tomos de impurezas como f\u00f3sforo s\u00e3o introduzidos no material semicondutor. Estas impurezas t\u00eam mais el\u00e9trons de val\u00eancia do que o material do semicondutor, o que cria el\u00e9trons em excesso na banda de condu\u00e7\u00e3o. Estes el\u00e9trons em excesso podem conduzir corrente como portadores de carga negativa, dando ao material sua designa\u00e7\u00e3o tipo-n.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n
- Semicondutores Extr\u00ednsecos:<\/strong> S\u00e3o semicondutores impuros, intencionalmente dopados com impurezas para mudar suas propriedades eletr\u00f4nicas. Podem ser ainda classificados em dois tipos:\n
- Gap energ\u00e9tico:<\/strong> Semicondutores t\u00eam um gap energ\u00e9tico, que \u00e9 a energia necess\u00e1ria para mover um el\u00e9tron da banda de val\u00eancia para a banda de condu\u00e7\u00e3o. O tamanho do gap energ\u00e9tico determina a energia necess\u00e1ria para o semicondutor tornar-se um condutor.<\/li>\n