Os elementos químicos simples como o silício e o germânio possuem quatro elétrons na camada de valência. Eles formam ligações covalentes que impedem o deslocamento dos elétrons, dificultando a condução de carga elétrica. Nesse caso, a condução só ocorre se uma quantidade de energia for fornecida aos semicondutores.
Em geral, os semicondutores extrínsecos apresentam uma condutividade elétrica maior que a dos semicondutores intrínsecos e, por esse motivo, são mais utilizados na fabricação de dispositivos eletrônicos (silício tipo P e silício tipo N).
Os átomos de germânio têm uma camada a mais do que os átomos de silício, mas o que torna as propriedades semicondutoras interessantes é o fato de ambos terem quatro elétrons na camada de valência.
Dopagem eletrônica consiste num procedimento de adição de impurezas químicas a um elemento semicondutor para transformá-lo num elemento mais condutor, porém, de forma controlada. ... N: ocorre com a adição de fósforo ou arsênico ao silício. Tanto o arsênico quanto o fósforo possuem cinco elétrons na camada de valência.
Os semicondutores são uma classe de materiais capazes de conduzir correntes elétricas. Eles são matéria-prima para a produção de chips usados nos mais diversos aparelhos eletrônicos, como smartphones, videogames e computadores.
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São aqueles que estão numa situação intermediária, ou seja, em determinada situação são isolantes e em outra são condutores. Esses materiais são classificados como semicondutores. O silício e o germânio são os semicondutores mais utilizados no mercado. Vamos tomar como exemplo o silício.
Supercondutores são materiais capazes de conduzir a eletricidade, sem oferecer qualquer tipo de resistência, assim que atingem uma temperatura muito baixa, conhecida como temperatura crítica.
Na fabricação de dispositivos semicondutores, as várias etapas de processamento se enquadram em quatro categorias gerais: Deposição, Remoção, Padronização e Modificação das propriedades elétricas. A deposição é qualquer processo que cresce, casacos, ou de outra forma transfere um material sobre a bolacha.
O processo de dopagem de semicondutores refere-se à adição, ao cristal intrínseco, de pequena quantidade de impureza, com propriedades adequadas, de forma a afetar o comportamento elétrico do semicondutor da maneira desejada.
A dopagem é um processo químico no qual átomos estranhos são introduzidos na estrutura cristalina de uma substância. Em um cristal semicondutor a dopagem é geralmente realizada para alterar suas propriedades elétricas.
Silício nos chips de computador
Condutores têm baixa resistência e passam adiante a corrente elétrica com mais facilidade, enquanto isoladores têm (previsivelmente) alta resistência e podem bloquear o fluxo de elétrons.
Os semicondutores são classificados pelo tipo de condução elétrica que realizam. Eles podem ser de condução intrínseca ou condução extrínseca. Na condução intrínseca, os semicondutores recebem energia vinda do calor, luz ou tensão elétrica.
Os principais elementos semicondutores são o silício e o germânio, que possuem quatro elétrons na camada de valência em condições químicas normais.
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.
Algumas aplicações:
É um componente eletrônico que permite a passagem de corrente elétrica em apenas um sentido. É muito utilizado para retificar sinal alternado, retificação de Sinal de Áudio, detecção de sinal de rádio e etc.
Quando misturados no reticulado de silício, formam "buracos" ou "lacunas" na treliça e um elétron do silício não tem a que se ligar. A ausência de elétron cria o efeito de uma carga positiva, daí o nome tipo P. Lacunas podem conduzir corrente.
Os semicondutores são materiais que possuem baixa condutividade elétrica. Esses elementos estão entre os condutores e isolantes, e são capazes de mudar sua condição de condução elétrica com facilidade. Os semicondutores não conseguem conduzir corrente elétrica em condições químicas normais.
A região em torno da junção onde se encontram esses íons é chamada de camada de depleção. A passagem de elétrons do lado N para o lado P e de lacunas no sentido contrário é chamada de difusão através da junção. ... Diz-se então que está se formando uma barreira contra a difusão de elétrons e lacunas através da junção.
Lacunas e elétrons livres circulam na direção dos polos da fonte afastando-se da junção e assim aumentando muito a camada de depleção. O aumento da camada cessa quando a tensão da barreira de potencial se iguala à tensão reversa aplicada, cessando o movimento dos portadores.
Na industria micro-eletrónica uma unidade de fabricação de semicondutores é uma fábrica, onde os dispositivos, tais como circuitos integrados são fabricados.
Um ano e meio após ser incluída no programa de desestatização do governo de Jair Bolsonaro (sem partido), o Ceitec (Centro Nacional de Tecnologia Avançada), único fabricante de chips semicondutores da América Latina, se aproxima da dissolução, demitindo dezenas de funcionários em Porto Alegre (RS).
O silício é o elemento mais freqüentemente encontrado na natureza, após o hidrogênio, na forma natural, é encontrado nas rochas e em minérios. O semicondutor é um material-chave na indústria eletrônica. Os dispositivos que utilizam o semicondutor são hoje utilizados em todo tipo de circuitos.
O alumínio e o estanho são dois exemplos de materiais supercondutores. É habitual que os materiais arrefeçam com hélio líquido para que possam alcançar a tal temperatura crítica. Quando o material se transforma em supercondutor, pode ser usado para o desenvolvimento de circuitos e electroímanes.
Um material supercondutor permite que a corrente elétrica flua por ele com perfeita eficiência, sem desperdiçar energia. Até agora, grande parte da energia que geramos é perdida devido à resistência elétrica, que é dissipada na forma de calor.
A supercondutividade é uma propriedade física de característica intrínseca de certos materiais que, quando resfriados a temperaturas extremamente baixas, tendem a conduzir corrente elétrica sem resistência nem perdas, ocasionando campos de fluxo magnéticos que saem do metal.
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