Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

= 13,83 - 0,67 eV / [ (2) (8,62 x 10 -5 eV K -1 )(423K) = 4,64
ou
σ = 103,8 (Ωm) -1
19.13 – DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES
As propriedades elétricas únicas (singulares) de semicondutores permitem seu uso em
dispositivos para realizar funções eletrônicas específicas. Diodos e transistores, que substituiram as
válvulas eletrônicas dos tempos antigos, são dois exemplos familiares. Vantagens de dispositivos
semicondutores (às vezes denominados dispositivos de estado sólido) incluem pequeno tamanho,
baixo consumo de potência e nenhum tempo de aquecimento. Vastos números de circuitos
extremamente pequenos, cada um consistindo de numerosos dispositivos eletrônicos, podem ser
incorporados a um pequeno”chip”de silício. A invenção de dispositivos semicondutores, que deu
origem à circuitos miniaturizados, é responsável pelo advento e extremamente rápido crescimento
de uma família de novas indústrias nos poucos anos passados (referência a a1991).
A Junção Retificadora p-n
Um retificador é um dispositivo eletrônico que permite a corrente fluir num único sentido;
por exemplo, um retificador transforma uma corrente alternada em corrente contínua. Antes do
advento do retificador semicondutor de junção p-n, essa operação era realizad usando diodo de
tubo de vácuo. A junção retificadora p-n é construída a partir de uma única peça de
semicondutor que é dopada de maneira a ser do tipo-n num lado e do tipo-p do outro lado (Figura
19.18a). Se peças de materiais tipo-n e tipo-p forem juntadas entre si, resulta um retificador
ordinário (pobre), de vez que a presença de uma superfície entre as duas seções torna o dispositivo
muito ineficiente. Também, monocristais de materiais semicondutores devem ser usados em todos
os dispositivos porque nos contornos de grão ocorrem fenômenos eletrônicos que são deletérios à
operação.
Antes da aplicação de qualquer potencial através da amostra p-n, buracos serão os
portadores dominantesno lado-p e elétrons serão os portadores predominantes na região-n, comno
ilustrado na Figura 19.18a. Um potencial elétrico externo pode ser estabelecido através de uma
junção p-n com duas diferentes polaridades. Quando uma bateria é usada, o terminal positivo
pode ser conectado ao lado-p e o terminal negativo ao lado-n ; isso é referido como um
“bias”(viés) para a frente. A polaridade oposta (menos para p e positivo para n) é denominada
“bias”(viés) reversa.
Figura 19.18. Para uma junção retificadora p-n, representações de distribuições de elétron e de
buraco para (a) nenhum potencial elétrico, (b) “bias”para a frente, e (c) “bias”reversa.