Materiais Semicondutores

material Semicondutor

- São constituídos por elementos químicos ditos semimetais, pois possuem características tanto dos metais quanto dos ametais. Eles dividem na tabela periódica os metais dos ametais.

- fisicamente possuem características condutoras e isolantes. Tanto elétricas como térmicas. Por isso são bastante influenciáveis pela temperatura.

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- Características N e P

Os diodos são constituídos por 2 tipos de semicondutores, material tipo P e tipo N.

Dopagem eletrônica consiste num procedimento de adição de impurezas químicas a um elemento semicondutor para transformá-lo num elemento mais condutor, porém, de forma controlada.

Os semicondutores dopados possuem, aproximadamente, mil vezes mais impurezas do que os semicondutores intrínsecos.

Os elementos mais comuns na dopagem eletrônica são, o silício e o germânio. Eles possuem quatro elétrons na camada de valência, o que possibilita que formem cristais já que compartilham seus elétrons com os átomos vizinhos, formando estruturas reticuladas ou cristalinas.

Existem dois tipos de impurezas usadas:

N: ocorre com a adição de fósforo ou arsênico ao silício. Tanto o arsênico quanto o fósforo possuem cinco elétrons na camada de valência. Ocorrem ligações covalentes entre quatro elétrons e um deles fica livre, ou seja, é o chamado elétron livre, que ganha movimento e gera corrente elétrica. O nome N provém da negatividade gerada da carga negativa existente.

P: nesta dopagem, há adição de boro ou gálio ao silício. Ambos possuem três elétrons na camada de valência. Quando são adicionados ao silício criam lacunas, que conduzem corrente e a ausência de um elétron cria uma carga positiva (por isso o nome P).

- Polarização direta

O sentido definido da corrente convencional para a região de tensão positiva corresponde à ponta da seta no símbolo do diodo.

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- polarização reversa

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- Curva característica de um diodo

A corrente do díodo (D I) relacionado com a temperatura (T K) e a polarização aplicada (V D) de acordo com a equação de Shockley: 

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Obs: a corrente de saturação reversa real de um diodo comercialmente disponível costuma ser mensuravelmente maior do que aquela que aparece como a corrente de saturação reversa na equação de shockley

A forma gráfica da equação D R, obtido pela equação e uma curva típica de um diodo comercial, mostrado abaixo:

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I Se a equação para D é expandida como se segue, pode facilmente descrever a operação da região do diodo

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[pic 8]	o diodo opera na região polarização direta
[pic 9]	o diodo opera na região da polarização inversa.

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- efeito da temperatura

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- região de ruptura

Embora a escala da figura esteja em dezenas de volts na região negativa, há um ponto em que a aplicação de uma tensão suficientemente negativa resultará em uma mudança brusca na curva característica. A corrente aumenta a uma taxa muito rápida no sentido oposto ao da região de tensão positiva. O potencial de polarização reversa que resulta nessa mudança radical na curva característica é conhecido com potencial de ruptura representado pelo símbolo VBV.