Eletrônica básico: o que é um semicondutor?
Semiconductors
Conteúdo
Video: Video Aula de Eletrônica Básica - Condutores, Semicondutores e Isolantes
Para entender como funcionam os semicondutores, primeiro você precisa entender um pouco sobre como os elétrons são organizados em um átomo. Os electrões num átomo são organizados em camadas. Estas camadas são chamados cartuchos. A camada mais externa é chamada de valência Concha.
Os elétrons neste escudo são os que formam ligações com átomos vizinhos. Esses títulos são chamados ligações covalentes. A maioria dos condutores tem apenas um elétron na camada de valência. Semicondutores, por outro lado, normalmente têm quatro elétrons em sua camada de valência.
Se todos os átomos vizinhos são do mesmo tipo, é possível para todos os electrões de valência para se ligar com electrões de valência a partir de outros átomos. Quando isso acontece, os átomos se organizam em estruturas chamadas cristais. Semicondutores são feitas a partir de tais cristais, geralmente cristais de silício.
Aqui, cada um dos círculos representa um átomo de silício, e as linhas entre os átomos de representar os electrões partilhados. Cada um dos quatro electrões de valência em cada átomo de silício é compartilhada com um átomo de silício adjacente. Deste modo, cada átomo de silício se encontra ligado com quatro outros átomos de silício.
cristais de silício puro não são tão útil eletronicamente. Mas se você introduzir pequenas quantidades de outros elementos em um cristal, o cristal começa a conduzir de uma maneira interessante.
O processo de introdução de outros elementos deliberadamente em um cristal é chamada doping. O elemento introduzido por doping é chamado de dopante. Ao controlar cuidadosamente o processo de dopagem e os dopantes que são utilizados, de cristais de silício pode transformar-se em um de dois tipos distintos de condutores:
Semicondutor do tipo n: Criado quando o contaminante é um elemento que tem cinco electrões na sua camada de valência. O fósforo é comumente usado para esta finalidade.
Os átomos de fósforo se juntar à direita na estrutura de cristal de silício, cada uma ligação com quatro átomos de silício adjacentes tal como um átomo de silício faria. Uma vez que o átomo de fósforo tem cinco electrões na sua camada de valência, mas apenas quatro deles estão ligados a átomos adjacentes, o quinto electrões de valência é deixada sair com a que se ligar.
Os electrões de valência extra nos átomos de fósforo começar a comportar-se como os electrões de valência individuais em um condutor normal, tais como o cobre. Eles são livres para se movimentar. Porque este tipo de semicondutor tem elétrons extras, ele é chamado de Semicondutor do tipo n.
Semicondutor do tipo P: Acontece quando o agente dopante (tal como o boro) tem apenas três electrões na camada de valência. Quando uma pequena quantidade é incorporada no cristal, o átomo é capaz de ligar-se com quatro átomos de silício, mas uma vez que tem apenas três electrões para oferecer, uma buraco é criado. O buraco se comporta como uma carga positiva, de modo semicondutores dopados desta forma são chamados P-tipo semicondutores.
Como uma carga positiva, buracos atrair elétrons. Mas quando um elétron se move dentro de um buraco, o elétron deixa um novo buraco no seu local anterior. Assim, num semicondutor de tipo P, furos estão constantemente em movimento em torno de dentro do cristal como electrões constantemente tentar preenchê-los.
Video: Eletrônica Analógica
Quando a tensão é aplicada a qualquer um do tipo N, ou um semicondutor do tipo P, a corrente flui, pela mesma razão que flui num condutor normal: O lado negativo da tensão empurra electrões, e o lado positivo puxa-os. O resultado é que o movimento de electrões e furo aleatório que está sempre presente em um semicondutor torna-se organizado em uma direcção, a criação de corrente eléctrica mensurável.