Materiais condutores e semicondutores

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MATERIAIS CONDUTORES E 
SEMICONDUTORES 
 
Rodrigo da Silva Moraes 
 UNIPAMPA – Universidade Federal do Pampa 
 Alegrete - RS, Brasil 
 rodrigomoraes.aluno@unipampa.edu.br 
 
RESUMO— Materiais condutores e semicondutores 
possuem atualmente aplicações muito importantes para nossas 
vidas, que vão desde dispositivos eletrônicos simples até 
sistemas elétricos complexos. Alguns exemplos de materiais 
condutores muito usados são cobre e alumínio, que estão 
presentes em linhas de transmissão e transformadores, enquanto 
semicondutores são silício e germânio, que são muito usados em 
circuitos integrados. 
Palavras-chave—Semicondutores, Condutores, Materiais, 
aplicações. 
I. INTRODUÇÃO 
No estudo de materiais elétricos e eletrônicos, é necessário 
pleno conhecimento sobre materiais condutores e 
semicondutores, pois são de extrema importância na área da 
eletrônica. Suas aplicações variam desde transistores usados em 
dispositivos eletrônicos como smartphones até redes de alta 
tensão. 
Na maioria dos projetos elétricos, a escolha do material pode 
reduzir os problemas relacionados ao custo e características 
específicas demandadas. Sendo assim, é necessário conhecer os 
conceitos químicos e físicos relacionados a estes componentes. 
Neste artigo, discutimos as propriedades e aplicações de 
materiais condutores e semicondutores. 
 
II. DESENVOLVIMENTO 
De modo geral, a grande diferença entre materiais 
condutores, semicondutores e isolantes se dá na facilidade da 
passagem de elétrons na estrutura de cada material, onde nos 
materiais condutores, é feita de forma facilitada devido aos 
elétrons livres (fracamente ligados ao núcleo) em que haverá 
passagem de corrente mesmo que quando aplicada uma 
diferença de potencial muito baixa, sendo assim, possuindo uma 
resistividade baixa. Os materiais semicondutores e isolantes 
possuem menor condutividade e exigem de uma tensão aplicada 
mais alta para haver movimentação dos elétrons, sendo que nos 
semicondutores a tensão necessária é menor do que nos 
isolantes. 
 
 
 
 
 
A. MATERIAIS CONDUTORES 
 
Os materiais condutores, como já citado 
anteriormente, são caracterizados pela alta 
condutividade elétrica, esta sendo inversamente 
proporcional a resistência. 
A resistência de um material condutor pode ser 
determinada a partir da equação (1): 
 
 𝑅 = 𝜌
𝑙
𝐴
 (1) 
Onde: 
 
R = Resistência do material (Ω); 
ρ = Resistividade do condutor (Ω.m); 
l = Comprimento do condutor (m); 
A = Área da secção transversal do condutor (𝑚2). 
 
A resistividade pode ser definida como a razão do 
campo elétrico pela densidade da corrente elétrica, 
como é representado na equação (2): 
𝜌 = 
𝐸
𝐽
 (2) 
 Onde: 
 ρ = Resistividade do condutor (Ω.m); 
 E = Campo elétrico (V/m); 
 J = Densidade de corrente elétrica (A/𝑚2). 
 
Alguns exemplos de materiais condutores que podem 
ser citados são o Cobre, o Alumínio, o Chumbo e o 
Ouro. 
O Cobre e o Ouro, são elementos químicos muito 
usados no ramo da engenharia elétrica, devido à alta 
condutividade e resistência à oxidação que, apesar do 
custo elevado, possuem uma relação custo benefício 
elevados devido às suas características. O cobre 
geralmente é muito empregado na constituição interna 
dos transformadores de rede elétrica, de instalações 
elétricas, de dispositivos eletrônicos, etc. O ouro é usado 
na microeletrônica, onde alguns dispositivos requerem 
a baixa passagem de corrente.[1] 
B. MATERIAIS SEMICONDUTORES 
Materiais semicondutores são os materiais com 
características intermediárias entre os condutores e isolantes. 
São caracterizados por apresentarem banda de valência 
preenchida e banda de condução vazia. Contudo, apresentam 
uma característica especial, quando detecta qualquer impureza 
os mesmos tornam-se mais condutivos. Logo, sua 
condutividade pode ser controlada pela adição de impurezas. 
Uma técnica bastante usada para esta finalidade é o processo de 
dopagem eletrônica.[2] 
Os elementos mais comuns na dopagem eletrônica são o 
carbono, o silício e o germânio. Pelo fato de todos possuírem 
quatro elétrons na camada de valência, possibilita que formem 
estruturas reticuladas ou cristalinas.[2] 
Existem dois tipos de impurezas: 
• N: É feita a adição de fósforo ou arsênico ao silício. 
Tanto o arsênico quanto o fósforo possuem cinco 
elétrons na camada de valência, o que possibilita 
ligações covalentes entre quatro elétrons e um deles 
fica livre, que ganha movimento e gera corrente 
elétrica. O nome N provém da negatividade gerada 
da carga existente. 
• P: É feita a adição de boro ou gálio ao silício. 
Ambos possuem três elétrons na camada de 
valência, e quando adicionados ao silício, criam 
lacunas que conduzem corrente elétrica. A ausência 
de um elétron cria uma carga positiva, o que dá o 
nome P. 
Um exemplo de componente eletrônico simples produzido 
a partir do processo de dopagem é o diodo semicondutor, usado 
como retificador de corrente elétrica.[3] 
O silício é um semimetal amplamente usado em circuitos 
integrados. Em termos de eletricidade, apresenta a 
piezeletricidade, os seja, gera tensão elétrica através de pressão 
mecânica. 
O germânio, também é empregado em circuitos, por 
apresentar boa condutividade, resistência à acidez e 
alcalinidade. Porém, devido ao seu alto custo, sua 
aplicabilidade é limitada em comparação com o silício. 
 
 
 
 
 III. CONCLUSÃO 
Esta análise sobre materiais condutores e semicondutores é 
de grande importância visto que possui uma vasta gama de 
aplicações na área da engenharia. 
Pode-se concluir então que, é imprescindível o 
conhecimento das características básicas destes elementos, 
principalmente à estudantes das áreas que lidam diretamente 
com materiais condutores e semicondutores. 
 
REFERÊNCIAS 
[1] CARMO, M. MAPA R. S. Eletrotécnica Geral I. Materiais 
Elétricos. Universidade Federal de São João Del-Rei. 2008. 10 p. 
[2] PEREIRA, Lilian Souza. “Dopagem Eletrônica”, Info Escola. 
Disponível em: <https://www.infoescola.com/quimica/dopagem-
eletronica/>, Acesso em: 15 de março de 2021 às 16:59. 
[3] Diodo semicondutor. Disponível em: 
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Diodo_semicondutor>. Acesso em: 
16 de março de 2021.