Com suas palavras, defina semicondutor, resistividade, resistência bulk e resistência ôhmica de contato.
Passo 1
O enunciado pede para definirmos, com linguagem informal, quatro conceitos básicos de eletrônica de semicondutores: semicondutor, resistividade, resistência bulk e resistência ôhmica de contato. Para isso, vamos recorrer à ideia de bandas de energia, à forma como a corrente elétrica se relaciona com campo elétrico e geometria do material, e ao comportamento da junção metal–semicondutor.
Passo 2
Semicondutor
Um semicondutor é um material cuja energia proibida (gap) entre a banda de valência e a banda de condução é intermediária entre a de um isolante e a de um metal. Na prática isso significa que, à temperatura ambiente, ele conduz alguma corrente (por geração térmica de portadores) mas não tanto quanto um metal. Além disso, podemos controlar sua condutividade dopando-o com átomos doadores (n) ou aceitadores §, ajustando a densidade de elétrons ou lacunas.
Um semicondutor é um material cuja energia proibida (gap) entre a banda de valência e a banda de condução é intermediária entre a de um isolante e a de um metal. Na prática isso significa que, à temperatura ambiente, ele conduz alguma corrente (por geração térmica de portadores) mas não tanto quanto um metal. Além disso, podemos controlar sua condutividade dopando-o com átomos doadores (n) ou aceitadores §, ajustando a densidade de elétrons ou lacunas.
Passo 3
Resistividade
A resistividade é uma propriedade intrínseca do material que mede a “dificuldade” que os portadores de carga têm para se mover sob ação de um campo elétrico. Se aplicarmos um campo elétrico em um pedaço de material e gerar uma densidade de corrente
, a resistividade
satisfaz
A resistividade é uma propriedade intrínseca do material que mede a “dificuldade” que os portadores de carga têm para se mover sob ação de um campo elétrico. Se aplicarmos um campo elétrico
Valores altos de
indicam materiais que resistem muito ao fluxo de corrente; valores baixos, materiais bons condutores.
Passo 4
Resistência bulk
A resistência bulk (ou volumétrica) é a resistência elétrica de um pedaço de material de comprimento e área de seção transversal
, calculada a partir da resistividade. Pela lei de Ohm generalizada em um corpo homogêneo,
A resistência bulk (ou volumétrica) é a resistência elétrica de um pedaço de material de comprimento
Essa fórmula mostra que a resistência aumenta se o material for longo e estreito e diminui se ele for curto e grosso.
Passo 5
Resistência ôhmica de contato
Quando fazemos um contato metálico em um semicondutor, além do aparece uma resistência extra associada à região de interface. Numa boa junção ôhmica, essa resistência é pequena e a corrente
varia linearmente com a tensão
aplicada, sem comportamento de diodo. Definimos a resistência ôhmica de contato
pela relação
Quando fazemos um contato metálico em um semicondutor, além do
onde
é a queda de tensão bem próxima do metal–semicondutor. Em projeto de dispositivos, minimizamos
para não degradar o desempenho.
Resposta
Semicondutor: material com gap de energia intermediário, cuja condutividade pode ser ajustada por dopagem.
Resistividade: propriedade intrínseca que mede a oposição do material ao fluxo de corrente.
Resistência bulk: resistência de um pedaço de material de comprimento e área
, dada por
.
Resistência ôhmica de contato: resistência extra na interface metal–semicondutor, definida por , que deve ser baixa e apresentar resposta I–V linear.
Resistividade: propriedade intrínseca
Resistência bulk: resistência de um pedaço de material de comprimento
Resistência ôhmica de contato: resistência extra na interface metal–semicondutor, definida por