Introdução Semicondutores Eletrônica

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cristal singular: estrutura formada por apenas um material (Ge)
cristal composto: estrutura formada por dois ou mais materiais (GaAs)
Semicondutores - são materiais que não são nem condutores nem isolantes. Possuem
em sua composição a capacidade de atuarem como qualquer um dos dois de acordo
com as impurezas que lhe são adicionadas, alterando o número de elétrons livres ou
lacunas.
São muito utilizados em circuitos integrados - CI - justamente devido suas
especificidades. Elas podem ser explicadas por sua configuração eletrônica. A camada
mais externa, ou camada de valência abriga elétrons fracamente ligados ao núcleo e,
propícios a se deslocar, quando o fazem são chamados elétrons livres, além disso
estes átomos podem fazer ligações trivalentes (Ga), tetravalentes (Ge e Si) ou
pentavalentes (As).
No início o material mais utilizado em circuitos era o germânio devido sua abundância
e facilidade de refino, no entanto sua alta sensibilidade à temperatura tornava seu uso
inadequado em situações com grande variação térmica. Em seguida, todas as
pesquisas voltaram-se para o uso do silício, principalmente devido à facilidade de
encontrar o componente e sua baixa sensibilidade à temperatura. No entanto, ele foi
superado pelo arsenieto de gálio (GaAs) que possui mais elétrons livres e permitiu um
aumento exponencial na velocidade dos componentes eletrônicos. Atualmente os
circuitos são fabricados com qualquer um destes componentes, a depender da sua
aplicação final.
Há duas classes de semicondutores:
Para que possa ser usado na indústria, os materiais têm seus níveis de impureza
reduzidas a taxas baixíssimas, quando isso ocorre 
são chamados materiais intrísecos. 
Nesses materiais é preciso estudar que ligações 
atômicas estão aptos a realizar. Alguns semicondutores 
como o silício e o gálio são tetravalentes, outros são 
trivalentes como é o caso do arsênio e há ainda o
gálio pentavalente. Essas nomeclaturas indicam quanto 
elétrons há em sua camada mais externa.
Outra diferenciação entre os materiais é a mobilidade 
relativa, ou seja, a capacidade dos portadores se 
movimentarem pela estrutura. Ela está ligada à 
velocidade e é o que permite que o GaAs tenha 
um resposta mais rápida que o Si e o Ge.
Semicondutores
eletrônica
Livro: Dispositivos Eletrônicos e Teoria dos Circuitos
Autores: Boylestad e Nashelsky
Capítulo 1
Fonte: Boylestad e Nashelsky