Distingua condutores e semicondutores. O que são semicondutores do tipo n e do tipo
?
Passo 1
Beleza, o exercício manda a gente falar a diferença entre condutores e semicondutores, e ainda explicar o que são semicondutores do tipo n e do tipo p. Isso entra na parte de Eletrônica de semicondutores. Para resolver a gente vai precisar entender:
- O que é banda de valência e banda de condução;
- Conceito de gap (band gap);
- Como funciona o “doping” (introduzir impurezas) para gerar semicondutores n e p.
Passo 2
Definindo condutores:
- Nos metais (condutores), a banda de valência e a banda de condução se sobrepõem ou têm gap praticamente zero.
- Isso significa que muitos elétrons ficam “soltos” e podem se mover à vontade quando aplicamos uma diferença de potencial.
- Em termos simples: basta um pequeno campo elétrico para colocar uma multidão de elétrons andando, gerando corrente grande.
Passo 3
Definindo semicondutores intrínsecos:
- Num semicondutor puro (intrínseco), existe um gap de energia
entre a banda de valência (cheia de elétrons) e a banda de condução (vazia). - Tipicamente
(por ex., silício tem ). - A temperatura ambiente dá energia para alguns elétrons “saltarem” do valência para a condução. Mas isso ainda não é suficiente pra ter muitos elétrons livres, então a condução é bem menor que em metais.
Passo 4
Introduzindo doping (semicondutor extrínseco):
- Doping é adicionar impurezas controladas ao cristal de silício (ou de germânio) pra mudar a condutividade.
- Se a impureza tiver 5 elétrons de valência (como fósforo, As), ela vai deixar 1 elétron “extra” solto.
- Se tiver 3 elétrons de valência (como boro, Al), vai faltar 1 elétron na rede, criando uma “lacuna” positiva.
Passo 5
Semicondutor do tipo n:
- Dopado com elemento pentavalente (5 valências).
- Cada átomo dopante “empresta” 1 elétron extra para a banda de condução.
- Os elétrons são os portadores majoritários (e as lacunas, minoritárias).
- Por isso chamamos de “n” de negativo: há mais cargas negativas móveis.
Passo 6
Semicondutor do tipo p:
- Dopado com elemento trivalente (3 valências).
- Cada dopante cria uma lacuna na banda de valência, que se comporta como carga positiva móvel.
- As lacunas são os portadores majoritários (e os elétrons, minoritários).
- Chamamos de “p” de positivo: há mais cargas positivas (lacunas) se movimentando.
Resposta
Condutores são materiais (como metais) com banda de valência e banda de condução quase coladas, permitindo enorme fluxo de elétrons. Semicondutores intrínsecos têm um gap de energia
e conduzem pouco à temperatura ambiente. Ao dopar um semicondutor com átomos de 5 valências, fica do tipo n (elétrons extras e portadores majoritários negativos). Se dopar com átomos de 3 valências, fica do tipo p (lacunas em excesso e portadores majoritários positivos).