Distingua condutores e semicondutores. O que são semicondutores do tipo n e do tipo p?

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:
  1. O que é banda de valência e banda de condução;
  2. Conceito de gap (band gap);
  3. 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).

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