Semicondutores zem melhor a corrente elétrica são: a prata, o cobre e o ouro, com apenas um eletrão na sua camada de valência.
Paula Domingues Formadora nas áreas de Eletrónica, Telecomunicações, Automação e Comando, IEFP, Évora
robótica
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ESPAÇO ELETRÓNICA INDUSTRIAL
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Podemos classificar os materiais existentes na natureza, relativamente à sua capacidade para conduzir a corrente elétrica, como: Materiais isoladores; Materiais condutores; Materiais semicondutores. Os materiais isoladores não conduzem a corrente elétrica, os materiais condutores conduzem facilmente a corrente elétrica e os materiais semicondutores conduzem a corrente elétrica mas apenas a partir de um determinado valor de energia que lhes é aplicado.
Então, que fatores determinam o comportamento de um material, como condutor, isolador ou semicondutor? É o número de eletrões na camada de valência, que define o comportamento de um material relativamente à sua condutividade elétrica.
Um átomo de cobre é constituído por 29 protões e 29 eletrões. A órbita mais próxima do núcleo tem dois eletrões, a seguinte tem oito e a terceira órbita tem dezoito eletrões. O 29º eletrão está na órbita mais afastada do núcleo, ou seja, na camada de valência, tendo liberdade para se movimentar – diz-se que é um eletrão livre.
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conduzindo a corrente elétrica). Um semicondutor no seu estado puro designa-se semicondutor intrínseco. Porém, um semicondutor intrínseco não tem nenhuma utilidade na eletrónica. Como aumentar a condutividade de um semicondutor intrínseco? Uma forma de aumentar a condutividade de um semicondutor intrínseco, consiste em dopar os cristais do semicondutor com átomos de impurezas que tenham três ou cinco eletrões de valência. Para aumentar o número de eletrões livres são adicionados átomos de substâncias pentavalentes, com cinco eletrões na camada de valência, como o antimónio (Sb), o arsénio (As) ou o fósforo (P). Cada átomo pentavalente dá um eletrão livre ao cristal semicondutor. Assim, estas impurezas designam-se impurezas do tipo N ou dadoras de eletrões.
Todos os bons condutores partilham esta caraterística, bastando uma pequena diferença de potencial para deslocar estes eletrões livres.
Para aumentar o número de buracos são adicionados átomos de substâncias trivalentes, com três eletrões na camada de valência, como o gálio (Ga), o índio (In) e o boro (B). Estas impurezas designam-se impurezas do tipo P ou aceitadoras de eletrões.
Os materiais semicondutores caraterizam-se por terem, ao nível da estrutura atómica, 4 eletrões na camada de valência. No seu estado puro, o semicondutor comporta-se como um isolador (não
SEMICONDUTORES EXTRÍNSECOS Os semicondutores dopados com impurezas designam-se semicondutores extrínsecos.
Figura 1. Átomo de cobre.
Os átomos dos materiais isoladores têm a sua camada de valência muito completa, com 5 a 8 eletrões de valência, criando assim uma forte ligação com o núcleo do átomo. Os materiais classificados como melhores isoladores da corrente elétrica têm oito eletrões na sua camada de valência. Os átomos dos materiais condutores, pelo contrário, têm a sua camada de valência muito incompleta, com 1 a 3 eletrões de valência. Assim, a atração entre estes eletrões de valência e o núcleo do átomo é fraca. Os materiais que condu-
Figura 2. O cobre é um material condutor, a borracha é um material isolador.