Diferença entre condutor, semicondutor e isolante

Alguns materiais como o germânio e o silício, têm uma estrutura interna bem definida, estruturas cristalinas. Qualquer material que seja composto apenas por estruturas cristalinas repetidas é chamado de monocristal. Os semicondutores possuem essa característica e, além disso, a periodicidade da estrutura não muda significativamente com a adição de impurezas no processo de dopagem com a finalidade de dotá-los de propriedades de semicondução controlada.

Na camada de valência, o carbono, o silício e o germânio apresentam quatro elétrons que estão presos à estrutura por uma ligação covalente. No entanto, com um acréscimo de energia os elétrons da banda de valência podem passar para a banda de condução.

Vejamos as seguintes imagens para melhor compreensão do exposto.

Nota: GAP – Banda proibida.

No processo de dopagem existem dois tipos de impurezas usadas:

N: na 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 carga negatividade gerada.

P: 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 (P).

O díodo é o semicondutor mais simples e possibilita que uma corrente flua apenas em uma direção.

A polarização direta PN do Díodo deverá ser realizada com a conexão do polo positivo da bateria ao ânodo (P) do díodo e o polo negativo ao cátodo (N).

Na polarização direta, elétrons livres são cedidos à zona N e elétrons da camada de valência da zona P são atraídos. O díodo polarizado irá conduzir eletricidade.

A polarização inversa PN ocorre se o polo negativo da bateria for conectado à P e o polo positivo à N.

Embora na polarização inversa não devesse haver condução de corrente pelo díodo, a temperatura produzida pela lacuna gera a corrente inversa de saturação. Além dessa, há uma corrente presente na superfície do díodo. É gerada, portanto, a corrente necessária.

O transístor é formado com três camadas (o díodo, como o próprio nome diz, é formado por duas camadas) usando combinações PNP e NPN.

Webgrafia

Curso Básico de Eletrônica Analógica em Scribd [em linha]. Acedido em 16 de outubro de 2015. Disponível na Internet: http://www.scribd.com/doc/131980285/63882656-eletronica-pdf#scribd.

Dopagem Eletrônica em InfoEscola Navegando e Aprendendo [em linha]. Acedido em 03 de novembro de 2015- disponível na Internet: http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/.