10.3
Um wafer de silício puro usado em circuitos integrados é um semicondutor intrínseco que não possui impurezas e exibe baixa condutividade elétrica.
Em zero kelvin, sua banda de condução está vazia. A probabilidade de ocupação de elétrons em diferentes níveis de energia é dada pelo nível de Fermi. Aqui, ele está no meio da lacuna da banda.
Quando a temperatura aumenta, vários elétrons se movem para a banda de condução, resultando em uma concentração igual de elétrons e buracos em suas respectivas bandas.
A condutividade do silício intrínseco pode ser adaptada pela introdução de impurezas por dopagem, que o converte em um semicondutor extrínseco.
O silício tem quatro elétrons de valência. Quando dopado com uma impureza pentavalente, ele substitui um átomo de silício e doa um elétron em excesso, que atua como o portador majoritário. Esses semicondutores são chamados de semicondutores do tipo N. Aqui, o nível de Fermi é deslocado perto da banda de condução.
Por outro lado, as impurezas trivalentes criam locais vagos chamados buracos, formando os principais portadores de carga. Esses semicondutores são chamados de semicondutores do tipo p. Aqui, o nível de Fermi é deslocado para a banda de valência.
Semicondutores intrínsecos são materiais altamente puros, sem impurezas. No zero absoluto, esses semicondutores comportam-se como isolantes perfeitos…
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