Materiais Semicondutores na Eletrônica

Prévia do material em texto

19/02/2024, 20:52 Eletrônica analógica
https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RJwRs7OjEYN6K%2bz8fXQP3Q%3d%3d&l=nxwqPN%2fiwvDY73iwcaa0Og%3d%3d&cd=g… 1/3
Autoria: Sofia Maria Amorim Falco Rodrigues - Revisão técnica: Anderson
Marcolino Pereira de Oliveira
Eletrônica analógica
ESTUDO DE CASO
19/02/2024, 20:52 Eletrônica analógica
https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RJwRs7OjEYN6K%2bz8fXQP3Q%3d%3d&l=nxwqPN%2fiwvDY73iwcaa0Og%3d%3d&cd=g… 2/3
Estado da arte dos materiais semicondutores na
eletrônica analógica
O desenvolvimento de um dispositivo eletrônico discreto de estado sólido, individual,
geralmente a partir de uma estrutura de cristal rígido, será baseado no uso de materiais
semicondutores de grande qualidade, assim como o próprio desenvolvimento de
dispositivos mais complexos, como os circuitos integrados (BOYLESTAD; NASHELSKY,
2013).
Dessa forma, torna-se fundamental compreender os principais aspectos técnicos a
respeito dos materiais semicondutores, incluindo características físicas e químicas
básicas, como o fato de que se tratam de materiais de funcionamento entre os
condutores e os materiais isolantes. Além disso, são de duas classes: materiais
compostos e cristais singulares.
Entre os materiais semicondutores mais utilizados, podemos mencionar o silício, o
germânio e o arseneto de gálio, mas iremos focar no silício.
De acordo com Mori, Santos e Sobral (2007), sabe-se que o silício é um dos elementos
químicos mais abundantes na crosta terrestre (cerca de 27,7%), com estrutura cristalina
semelhante à de um diamante. Ele só está presente na natureza de forma combinada.
O silício pode ser estabelecido pelo uso de um material intrínseco, semicondutor, com o
mínimo possível de impurezas. Ou, então, estruturado química e fisicamente de modo a
controlar a presença de impurezas para a produção de um material extrínseco.
Sobretudo no último caso, o processo de dopagem (adição de impurezas de certos tipos
de elementos químicos) é extremamente importante para modificar propriedades
elétricas do material e garantir certas relações de resistividade e condutividade,
mediante alterações de temperatura. Isso porque a temperatura é um parâmetro que
modifica diretamente a forma como o semicondutor estabelece a condução da corrente
elétrica.
Surgem, então, os materiais do tipo da dopagem do próprio silício puro ou germânio
puro, com átomos de impurezas que possuem três elétrons na camada de valência
(trivalentes) para que sejam observadas as formações de lacunas, espaços livres que
permitirão o recebimento de elétrons livres. Entre os materiais utilizados no processo de
dopagem, geralmente temos o boro, gálio e índio.
19/02/2024, 20:52 Eletrônica analógica
https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=RJwRs7OjEYN6K%2bz8fXQP3Q%3d%3d&l=nxwqPN%2fiwvDY73iwcaa0Og%3d%3d&cd=g… 3/3
Adicionalmente, os materiais do tipo são obtidos de forma semelhante à anterior,
mas, aqui, são os átomos pentavalentes para o estabelecimento das relações físico-
químicas necessárias para a obtenção de elétrons “livres” no material. Como impurezas,
nesse caso, temos o antimônio, arsênio ou fósforo.
Como você já deve se lembrar, a junção estabelecida de um material do tipo com
outro do tipo é fundamental para formar a junção , base do desenvolvimento de
diodos semicondutores. Além disso, as formações e resultam nos transistores
bipolares de junção, outros importantes exemplos de dispositivos semicondutores
individuais que recebem tal nome devido às junções duplas estabelecidas.
Referências:
BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e Teoria de Circuitos.
São Paulo: Prentice-Hall, 2013.
MORI, V.; SANTOS, R. L. C. dos; SOBRAL, L. G. S. Metalurgia do silício: processos
de obtenção e impactos ambientais. Rio de Janeiro: CETEM/MCT, 2007. (Série
Tecnologia Ambiental). Disponível em:
http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/328/1/sta-41.pdf
(http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/328/1/sta-41.pdf). Acesso em: 21 nov.
2020.
Assim sendo, com base no case e em
nossos estudos, desenvolva uma breve
resenha (em torno de uma página
completa) acerca do estado da arte dos
materiais semicondutores, destacando o
papel de outros materiais, como germânio
e arseneto de gálio, trazendo exemplos
práticos.
Vamos Praticar!
Disponibilize seu arquivo no fórum da
seção "Compartilhe".
http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/328/1/sta-41.pdf
http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/328/1/sta-41.pdf