Semicondutores: Propriedades, Materiais e Aplicações na Eletrônica

Materiais elétricos e magnéticos Profa Dra Lilian Felipe S Tupan MATERIAIS SEMICONDUTORES INTRODUÇÃO SEMICONDUTORES fundamentais na indústria eletrônica Eletrônica tradicional Manipulaçãotransporte da carga ignorando o spin dos portadores Diodo Transistor C I Varistor Célula solar LDR LED Dispositivos piezoelétricos Os materiais semicondutores têm propriedades elétricas intermediárias entre condutores e isolantes Além disto as características elétricas desses materiais são extremamente sensíveis à presença de pequenas concentrações de impurezas 4 Material Resistividade Ωcm Condutores prata 17 10⁶ cobre 18 10⁶ ReO₃ 2 10⁶ alumínio 3 10⁶ ferro 13 10⁶ CrO₂ 3 10⁶ grafita 10 10⁶ Semicondutores Fe₃O₄ 10² B₄C 05 SiC 10 germânio 40 silício 2 10⁵ Isolantes Al₂O₃ 10¹⁴ SiO₂ 10¹⁴ Si₃N₄ 10¹⁴ MgO 10¹⁴ borracha vulcanizada 10¹⁴ nylon 10¹⁴ PTFE teflon 10¹⁶ poliestireno 10¹⁸ Nos metais observase que os elétrons de condução se comportam como se constituíssem um gás de Fermi Cu Z 29 Z é o número atômico a distribuição é feita obedecendo ao diagrama de Pauli 1s2 2 s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 Os elétrons da camada s estão fracamente ligados à rede cristalina e com isso eles podem se movimentar com certa liberdade no interior do material Assim o modelo do gás de Fermi pode ser usado para estudar as propriedades elétricas nesses metais e similarmente podemos aplicar esse mesmo conceito para materiais semicondutores O mecanismo de condutividade elétrica de um material depende do número de condutores de cargas por unidade de volume e também da carga de cada condutor e ainda de sua mobilidade O número de condutores e a mobilidade também dependem da temperatura 𝝈 𝒏𝒒𝒎 Exemplo Considere um condutor em temperatura ambiente cuja condutividade elétrica é igual a 42107 Ωm com mobilidade equivalente a 21 103 m2Vs considerando a carga do elétron igual a 16 1019 C Qual o número de elétrons livres condutores de carga por metro cúbico do material na temperatura ambiente 125 1029 Bandas de energia Gap De Energia Banda de Valência Banda de Condução isolante Semicondutor condutor Uningá Ensino a Distância EAD wwwuningabr A Melhor Formação