Dispositivos semicondutores - Introdução
É amplamente visto que a distância de um núcleo do elétron de um átomo particular não é igual. Normalmente, os elétrons giram em uma órbita bem definida. Um determinado número de elétrons só pode ser mantido pela camada externa ou órbita. A condutividade elétrica de um átomo é influenciada principalmente pelos elétrons da camada externa. Esses elétrons têm muito a ver com a condutividade elétrica.
Condutores e isolantes
A condução elétrica é o resultado do movimento irregular ou descontrolado dos elétrons. Esses movimentos fazem com que certos átomos sejam bonselectrical conductors. Um material com esse tipo de átomos tem muitos elétrons livres em sua camada externa ou órbita.
Comparativamente, um insulating materialtem um número relativamente pequeno de elétrons livres. Conseqüentemente, os elétrons da camada externa dos isolantes tendem a manter seu lugar firmemente e dificilmente permitem que qualquer corrente flua através deles. Portanto, em um material isolante, ocorre muito pouca condutividade elétrica.
Semicondutores
Entre condutores e isoladores, existe uma terceira classificação de átomos (material) conhecida como semicondutores. Geralmente, a condutividade de um semicondutor fica entre as condutividades de metais e isoladores. No entanto, na temperatura zero absoluta, o semicondutor também atua como um isolador perfeito.
Silicon e germaniumsão os elementos semicondutores mais familiares. Óxido de cobre, sulfeto de cádmio e arseneto de gálio são alguns outros compostos semicondutores usados com freqüência. Esses tipos de material são geralmente classificados como elementos do tipo IVB. Esses átomos têm quatro elétrons de valência. Se eles podem ceder quatro elétrons de valência, a estabilidade pode ser alcançada. Também pode ser obtido aceitando quatro elétrons.
Estabilidade de um átomo
O conceito de estabilidade de um átomo é um fator importante no status de materiais semicondutores. O número máximo de elétrons na banda de valência é 8. Quando há exatamente 8 elétrons na banda de valência, pode-se dizer que o átomo é estável. Em umstable atom, a ligação dos elétrons de valência é muito rígida. Esses tipos de átomos são excelentes isolantes. Em tais átomos, elétrons livres não estão disponíveis para condutividade elétrica.
Exemplos de elementos estabilizados são gases como argônio, xenônio, néon e criptônio. Devido às suas propriedades, esses gases não podem ser misturados com outro material e são geralmente conhecidos comoinert gases.
Se o número de elétrons de valência na camada externa for inferior a 8, então o átomo é considerado instável, ou seja, os átomos com menos de 8 elétrons de valência são instáveis. Eles sempre tentam pedir emprestado ou doar elétrons dos átomos vizinhos para se tornarem estáveis. Os átomos na camada externa com 5, 6 ou 7 elétrons de valência tendem a tomar emprestados elétrons de outros átomos para buscar estabilidade, enquanto átomos com um, dois ou três elétrons de valência tendem a liberar esses elétrons para outros átomos próximos.