Semicondutores

Os dispositivos semicondutores são muito empregados em eletrônica, diodos, transistores e circuitos integrados estão presentes em quase todos os dispositivos elétricos que temos em uso hoje, mas o que é um semicondutor? Como ele é produzido?
Semicondutores são dispositivos que apenas conduzem corrente elétrica sob algumas condições, e se as condições não são atendidas o dispositivo funciona como um circuito aberto, e como eles são produzidos? como se constrói um dispositivo real que impõe condições para realizar uma tarefa?

Tudo começa com uma placa de silício chamada de wafer, essa placa é um mono-cristal sem imperfeições, em situações normais essa placa de silício seria um isolante, mas como fazer esse isolante conduzir eletricidade? O silício pertence à família do carbono, na tabela periódica, na coluna 14, isso significa que assim como o carbono o silício precisa de 4 ligações químicas para atingir estabilidade. Então se esse estado de estabilidade for alterado poderá circular corrente elétrica pelo cristal.
O mono-cristal de silício passa por um processo de dopagem, esse processo consiste em pegar a wafer de silício, sem falhas, e forçar impurezas substitucionais em sua estrutura cristalina, trocando o átomo de silício por outro de material diferente, então se a impureza for de boro haverá um elétron a menos na estrutura, formando uma lacuna e um material do tipo P, se essa impureza for Arsênio ou Boro haverá um elétron a mais, formando um elétron livre, e um material do tipo N. Diferentes tipos de associação desses materiais, P e N, formam uma série de componentes, diodos, transistores e CI´s que são amplamente utilizados, por todo o ramo de eletrônica.

Fonte de matéria:

Aulas de N4CME no Instituto Federal de São Paulo, campûs São Paulo, com a professora Sara Dereste no período de 07/19 até 12/19.