Semicondutores: O que é um semicondutor

O que é um semicondutor

Semicondutor é um elemento que pode variar devida a certas circuntâncias entre um isolante ou condutor. Geralmente essas circunstâncias são temperatura, luz e tensão. Com base nisso podem ser criados componentes que serião praticamente impossíveis de serem feitos somente com condutores e isolantes.

O grande segredo dos semicondutores são a criação de lacunas e eletrons livres que podem facilitar ou dificultar a entrada de corrente. Vale lembrar que os semicondutores puros por si so são grandes isolantes. Sendo necessarios serem manipulados para chegar ao objetivo desejado.

O silício

Antes do silício se popularizar utilizava-se o Germânio que alem de menos abundante tem um serio problema com faixa de energia que o torna mais sucetivel a problemas devido a variação de temperatura. Depois de um certo tempo a manipulação e refinamento do silicio ficou possivel sendo assim hoje o material semicondutor mais utilizado no mundo. Para esse fim são criados cristais de silicio puros que podem ser usados como isolantes apesar de passar uma corrente muitas vezes desperzível. Mas para fins de componentes os fabrincantes incluem certas impurezas no silicio possibilitando a condutividade ou até mesma o aumento da resistividade de acordo com a quantidade e qual impureza inserida.

O semicondutor quando puro é chamado de intríseco e ja quando com impurezas chamado de extríseco. Existem dois tipos de semicondutor extríseco: o n em que ha mais eletrons livres então é um condutor ou o p em que ha mais lacunas nas camadas de valencia e são mais resistores.

Diodos

Os diodos são populares componentes fabricados a partir de semicondutores. Eles servem para regular correntes levando-as para somente uma direção ou impedindo de pequenas correntes passarem. Também os famosos LEDs são diodos fabricados para a produção de luz que é emitida quando um eletron cai da banda de condução para a banda de valencia nos atomos. Para a criação de diodos utiliza-se semicondutores n e p assim criando a junção pn em que surge a camada de depleção que contem o fluxo de eletrons a não ser que a tensão quebre a barreira de potencial.

Quando o diodo é polarizado no lado do semicondutor n por uma tensão externa que quebra a barreira de potencial o fluxo de corrente fica fácil assim tendo uma corrente continua normal. Vale lembrar que diodos tem uma tensão máxima que quando quebrada acaba desestabilizando o coponente e sua regulagem e funcionalidade deixa de existir.

Porem quando polarizado pelo lado do semicondutor p a resistividade do diodo aumenta pois a camada de depleção aumenta com a polarização das lacunas e eletrons nas extremidades. Sendo assim impedisse a passagem de corrente a não ser que quebre a tensão máxima do diodo. Existem certas correntes reversas que mesmo nessa situação acabam gerando corrente como a corrente de transiente, corrente de saturação e corrente de fuga da superficie porem na maioria dos casos são despreziveis e proximas de zero.

Influência da temperatura

Como dito antes a temperatura influencia diretamente em como os semicondutores funcionam. Por exemplo quanto maior a temperatura mais instaveis os atomos ficam assim criando lacunas e eletrons livres (sempre em mesmo número) possibilitando a condutividade. Exatamente por isso quanto maior a temperatura menor a barreira de potencial. A cada °C que aumenta diminui-se 2Mv. Pode-se utilizar a formula V= -2(Ti-Tf) para calcular a variação da barreira de potencial. Em temperatuda ambiente o diodo de silicio tem 0,7v de barreira potencial enquanto o galvânio tem 0,3v.