De exemplos de materiais semicondutores

Exercício Diodos

Aluno:

1. De exemplos de materiais semicondutores

O germânio (Ge) e o silício (Si) são os materiais semicondutores mais comuns. A produção de silício, entretanto, é mais explorada justamente por apresentar uma ligação química mais eficaz.

O arseneto de compostos de gálio também pode ser utilizado como semicondutor. Apesar de ser mais resistente ao calor, este material não é tão utilizado na indústria por conta de seu alto valor e maior dificuldade de processamento. Trata-se de uma solução de reserva, ou seja, quando não é possível aplicar o silício, a indústria recorre a este material semicondutor.

1. Dé exemplo de impureza usada na preparação de um condutor tipo N

Inserindo na rede cristalina do semicondutor impurezas doadoras, átomos PENTAVALENTE de fósforo (P), o elétron do átomo de fósforo que não participar das ligações covalente será um elétron livre na estrutura do cristal, tornando o número de portadores de carga negativa (portadores majoritários) maior que o número de portadores de carga positiva (lacunas).

O processo para inserirmos as impurezas na rede cristalina chamamos de DOPAGEM e o cristal semicondutor extrínseco com portadores majoritários de cargas negativas, assim obtido, chamamos de Cristal ou Semicondutor Tipo N.

1. Qual os portadores majoritários de carga de num material semicondutor tipo P?

Inserindo na rede cristalina do semicondutor impurezas aceitadoras, átomos TRIVALENTE de Boro (B), teremos os 3 elétrons da camada de valência do átomo de Boro participando das ligações covalente, faltando 1 que deixará uma lacuna na estrutura do cristal, tornando o número de portadores de carga positiva (portadores majoritários) neste cristal maior que o número de elétrons.

O processo para inserirmos as impurezas na rede cristalina chamamos de DOPAGEM e o cristal semicondutor extrínseco com portadores majoritários de cargas positivas, assim obtido, chamamos de Cristal ou Semicondutor Tipo P.

1. Qual é fenômeno que ocorre na junção entre dos materiais semicondutores, uno tipo N e outro tipo P?

Uma junção P-N é a estrutura fundamental dos dispositivos semicondutores, formada quando regiões de semicondutor do tipo N e do tipo P são adjacentes dentro de um mesmo cristal. Na dopagem tipo P, tem-se maior número de portadores com cargas positivas. Na dopagem tipo N tem-se maior número de portadores com cargas negativas.

Na união dos cristais ocorre o deslocamento de elétrons do cristal N para o cristal P. Cessado estas correntes (recombinações) aparecem cargas fixas em uma zona de ambos os lados da junção, zona que recebe diferentes denominações como zona de carga espacial, de esgotamento ou depleção etc.

1. Quais são os componentes formados por uma única junção entre materiais tipo P e N?        

Diodo semicondutor, transistores.

1. Qual é a tensão mínima, na polarização direta, que precisamos aplicar num diodo semicondutor de silício, para que ele inicie a condução?

Para um diodo de silício, esse valor de tensão é cerca de 0,6 V.

1. A que se deve a pequena corrente que circula num diodo polarizado no sentido inverso?

Por difusão ou efeito térmico, uma certa quantidade de portadores minoritários penetra na região de transição. São, então, acelerados pelo campo elétrico, indo até a outra região neutra do dispositivo. Esta corrente reversa, dos portadores minoritários, independe da tensão reversa aplicada, variando, basicamente, com a temperatura.

        Dessa forma, uma corrente de fuga se estabelece quando o diodo está polarizado reversamente.

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