Alessandro Gomes - Aula 1 - Eletrônica Linear 2 - 13 10 2020

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PROFª: ANDRÉA GERHARDT ELETRÔNICA LINEAR 2 
 
 
AULA 01 – 13/10/2020 
 
SEMICONDUTORES 
 
 
Em química se aprende que, em condições normais, os átomos que 
possuem 4 elétrons na última camada de valência não são estáveis. 
Os semicondutores se enquadram nesse grupo, mas por causa da forma 
com que agrupam seus átomos (cada átomo fica equidistante em relação a 
quatro outros átomos, ou seja, uma estrutura cristalina) eles conseguem 
alcançar a estabilidade fazendo quatro ligações químicas covalentes, 
conseguindo 8 elétrons na última camada, e por consequência ficam estáveis 
quimicamente. 
Mas qual são as características dos semicondutores que os tornam tão 
importantes para a eletrônica? 
Os semicondutores são sólidos capazes de mudar sua condição de 
isolante para condutores com grande facilidade. Isso se deve ao fato de que os 
semicondutores possuem uma banda proibida intermediaria. 
A banda proibida é a região localizada entre as bandas de valência, ou 
camada de valência do átomo, é a banda de condução (região onde, sob ação 
de um campo elétrico, se forma a corrente elétrica). 
 
São formadas bandas, separadas por Lacunas. A última banda e 
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chamada de Banda de Condução. Logo abaixo existe a Banda de Valencia, e 
em baixo as outras camadas. Na temperatura 0K (0o kelvin = -273,15o C), a 
banda de condução vai estar totalmente vazia, e a banda de valência 
totalmente preenchida. 
Quando o material é aquecido, alguns elétrons saem da banda de 
valência e passam para a banda de condução. Isso somente e possível devido 
ao ganho de energia no elétron, pois para passar a uma banda superior, deve 
ter energia o suficiente. 
Os semicondutores formam Bandas de Energia, com as seguintes 
características: 
 
Obs.: Os semicondutores possuem resistência intermediaria entre os 
isolantes e os condutores. Os materiais mais importantes são o GERMANIO e 
o SILICIO. São utilizados na fabricação de DIODOS, TRANSISTORES, 
CIRCUITOS INTEGRADOS, ETC.... Portanto atualmente o elemento 
semicondutor e primordial na indústria eletrônica e confecção de seus 
componentes. 
 
ESTRUTURA CRISTALINA 
Apresenta átomos tetravalentes e realizam um a ligação covalente, ou 
seja, compartilham elétrons da última camada. Desse modo se cria uma 
estrutura estável denominada CRISTAL SEMICONDUTOR. 
 
DOPAGEM DO SEMICONDUTOR 
O processo de dopagem de semicondutores refere-se a adição, ao 
cristal intrínseco (puro), de pequena quantidade de impureza, com 
propriedades adequadas, de forma a afetar o comportamento elétrico do 
semicondutor da maneira desejada, ou seja, faz do cristal portador de carga 
elétrica e aumenta a sua condutividade. Existem dopantes doadores e 
receptores, que produzem os semicondutores tipo N e tipo P, respectivamente. 
Impureza doadora ↔ Origina um cristal portador de carga negativa, tipo 
N. Sua camada de valência (ultima camada) agora é Penta valente. 
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 Impureza aceitadora ↔ Origina um cristal portador de carga positiva, 
tipo P. Sua camada de valência agora e trivalente. 
 
JUNÇÃO P N 
Esta Junção cria a primeira utilidade dos materiais semicondutores, o 
componente eletrônico chamado Diodo. 
Na junção PN os elétrons livres do material tipo N é atraído pelas 
lacunas do material tipo P. Então alguns elétrons passam do material tipo N 
para o material tipo P, os átomos que perdem os elétrons ficam ionizados 
positivamente (cátions) e os que recebem ficam ionizados negativamente 
(aníons). Na junção cria-se um campo elétrico impedindo que outros elétrons 
passem do material tipo N para o material tipo P. 
No material tipo N embora tenham elétrons livres em excesso, quem 
perde elétrons são os átomos, e como no átomo o número de prótons ficará 
maior que o número de elétrons, ficara ionizado positivamente. 
Na junção PN temos o que é chamado de camada de depleção, ou seja, 
a camada de depleção é definida como a junção PN onde se encontra os 
cátions e aníons. 
Devido a camada de depleção, ocorre a barreira de potencial, diferença 
de potencial na junção. A barreira de potencial na temperatura de 25ºC é de 
aproximadamente 0,7V para os diodos de silício e 0,3V para os diodos de 
germânio. 
Onde: 
 
Onde: 
+ (fora da barreira de potencial) ↔ carga positiva 
- (fora da barreira de potencial) ↔ carga negativa 
 
Obs.: A camada de depleção também é conhecida como barreira de 
potencial, região de cargas descobertas, etc.