Transcript
NATUREZA ELÉTRICA DOS MATERIAIS
1 - INTRODUÇÃO:
Os materiais que nós encontramos no nosso dia a dia podem ser
classificados quanto a natureza elétrica.
1.1 - Classificação dos Materiais quanto à Natureza Elétrica
Os materiais podem ser classificados em 03 (três) tipos:
Condutores;
Isolantes;
Semicondutores.
1.1.1 - Condutores:
Dizemos que um material é condutor, quando os elétrons são fracamente
ligados ao núcleo e ao serem submetidos a uma diferença de potencial passam
a se locomover no interior do material,permitindo dessa forma a condução de
corrente elétrica
Podemos citar como exemplo o ouro, a prata, o cobre e outros.
1.1.2 - Isolantes:
Dizemos que um material é isolante, quando os elétrons se encontram
fortemente presos em suas ligações, evitando a circulação desses elétrons,
não permitindo a condução de corrente elétrica
Podemos citar como exemplo, a borracha, a mica, a porcelana, etc.
1.1.3 - Semicondutores:
Dizemos que um material é semicondutor se sua resistência se encontra
entre a dos condutores e a dos isolantes. No seu estado natural os
semicondutores não conduzem corrente elétrica, para que ocorra a condução
se faz necessário que o material sofra ação de um fator externo, tal como
atrito, aquecimento ou polarização, sendo a polarização a maneiro utilizada
nos circuitos elétricos.Os principais semicondutores utilizados são:Silício
(Si) e Germânio (Ge)
A principal característica dos semicondutores é a de possuir 04 (quatro)
elétrons em sua última camada, camada de valência. Isto permite aos átomos
do material semicondutor a formação entre si de ligações covalentes.
1.2 - Cristais semicondutores
Dizemos que uma substância é cristalina se ela possui uma estrutura
cúbica, tendo seus átomos ocupando os vértices desse cubo.
O silício (Si) e o germânio (Ge) apresentam-se sob a forma
cristalina, significando que seus átomos acham-se dispostos uniformemente
em uma configuração periódica.
2 - FÍSICA DOS SEMICONDUTORES
2.1 - Estrutura atômica
Já sabemos que podemos dividir uma substância em porções cada vez menores
até chegar a menor das porções, que denominamos molécula.
A molécula é a menor porção que um material pode ser dividido sem que com
isso venha sofrer alterações em suas propriedades.
Se dividirmos a molécula em partes, chegaremos ao átomo, sendo que este não
mais conservará as propriedades do material subdividido. O átomo é composto
de outras partículas que são elétrons, prótons e nêutrons, conforme a
figura abaixo:
Figura 1 – Estrutura atômica
Os prótons (p) possuem cargas elétricas positivas.
Os elétrons (e) possuem cargas elétricas negativas.
Como vemos, o átomo é formado por camadas concêntricas ande fica núcleo. As
camadas são níveis de energia. Chamamos de elétrons de valência os elétrons
que pertencem a última camada (camada externa) do átomo.
2.2 - Semicondutor tipo N
Se introduzirmos na estrutura cristalina de um semicondutor uma
pequena quantidade de um material pentavalente, por exemplo, antimônio
(Sb), tendo este 05 (cinco) elétrons na camada de valência, haverá a sobra
de 01 (um) elétron do antimônio (Sb) que não formará ligação covalente.
O átomo do antimônio (Sb) que deu esse elétron chamamos de doador. O
silício (Si) ou germânio (Ge) dopados com elementos pentavalentes são
chamados de tipo N, sendo um material negativo.
Os portadores de carga no material tipo N são os elétrons.
2.3 - Semicondutor tipo P
Se introduzirmos na estrutura cristalina de um semicondutor uma
pequena quantidade de um material trivalente, por exemplo, índio (ln),
tendo este 03 (três) elétrons na camada de valência, faltará um elétron.
Essa falta de elétron comporta-se como uma carga positiva que chamamos de
lacuna. Os semicondutores dopados com elementos trivalentes são chamados do
tipo P, e ao elemento trivalente da dopagem chamamos de aceitador.
Os portadores de carga no material tipo P são as lacunas.
