{"id":17583,"date":"2020-06-15T20:16:58","date_gmt":"2020-06-15T20:16:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-semicondutor-intrinseco-e-extrinseco-definicao\/"},"modified":"2020-07-21T11:43:45","modified_gmt":"2020-07-21T11:43:45","slug":"o-que-e-semicondutor-intrinseco-e-extrinseco-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-semicondutor-intrinseco-e-extrinseco-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 semicondutor intr\u00ednseco e extr\u00ednseco – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Um semicondutor intr\u00ednseco \u00e9 um semicondutor completamente puro sem nenhuma esp\u00e9cie dopante significativa presente.\u00a0Semicondutores intr\u00ednsecos e extr\u00ednsecos<\/div>\n<\/div>\n
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\"detector<\/a>
Detector de tira de sil\u00edcio Fonte: micronsemiconductor.co.uk<\/figcaption><\/figure>\n

Em geral, os\u00a0semicondutores<\/strong>\u00a0s\u00e3o materiais, inorg\u00e2nicos ou org\u00e2nicos, que t\u00eam a capacidade de controlar sua condu\u00e7\u00e3o, dependendo da estrutura qu\u00edmica, temperatura, ilumina\u00e7\u00e3o e presen\u00e7a de dopantes.\u00a0O nome\u00a0semicondutor<\/strong>\u00a0vem do fato de que esses materiais t\u00eam uma\u00a0condutividade el\u00e9trica<\/strong>\u00a0entre a de um metal, como cobre, ouro, etc. e um isolador, como o vidro.\u00a0Eles t\u00eam um\u00a0gap de energia<\/strong>\u00a0menor que 4eV (cerca de 1eV).\u00a0Na f\u00edsica de estado s\u00f3lido, esse gap de energia ou gap de banda \u00e9 um intervalo de energia entre a\u00a0banda de val\u00eancia e a banda de condu\u00e7\u00e3o<\/a>onde estados de el\u00e9trons s\u00e3o proibidos.\u00a0Ao contr\u00e1rio dos condutores, os el\u00e9trons em um semicondutor devem obter energia (por exemplo, a partir de radia\u00e7\u00e3o ionizante) para atravessar a folga da banda e alcan\u00e7ar a banda de condu\u00e7\u00e3o.\u00a0As propriedades dos semicondutores<\/strong><\/a>\u00a0s\u00e3o determinadas pela diferen\u00e7a de energia entre as bandas de val\u00eancia e de condu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Semicondutores intr\u00ednsecos e extr\u00ednsecos<\/h2>\n

Semicondutor intr\u00ednseco<\/h3>\n

Um\u00a0semicondutor intr\u00ednseco<\/strong>\u00a0\u00e9\u00a0um\u00a0semicondutor<\/strong>\u00a0completamente puro sem nenhuma esp\u00e9cie dopante significativa presente.\u00a0Portanto, os semicondutores intr\u00ednsecos tamb\u00e9m s\u00e3o conhecidos como semicondutores puros ou semicondutores do tipo i.<\/p>\n

\"semicondutores<\/a>O n\u00famero de portadores de carga em determinada temperatura \u00e9, portanto, determinado pelas propriedades do pr\u00f3prio material em vez da quantidade de impurezas.\u00a0Observe que uma\u00a0amostra de\u00a01 cm\u00a03<\/sup>\u00a0de germ\u00e2nio puro a 20 \u00b0 C cont\u00e9m cerca de 4,2 \u00d7 10\u00a022<\/sup>\u00a0\u00e1tomos, mas tamb\u00e9m cont\u00e9m cerca de 2,5 x 10\u00a013<\/sup>\u00a0el\u00e9trons livres e 2,5 x 10\u00a013<\/sup>\u00a0orif\u00edcios.\u00a0Esses transportadores de carga s\u00e3o produzidos por excita\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica.\u00a0Nos semicondutores intr\u00ednsecos, o n\u00famero de el\u00e9trons excitados e o n\u00famero de orif\u00edcios s\u00e3o iguais:\u00a0n = p<\/strong>\u00a0.\u00a0El\u00e9trons e orif\u00edcios s\u00e3o criados por excita\u00e7\u00e3o de el\u00e9trons da banda de val\u00eancia para a banda de condu\u00e7\u00e3o.\u00a0Um\u00a0buraco de el\u00e9trons<\/a>(muitas vezes chamado simplesmente de buraco) \u00e9 a falta de um el\u00e9tron em uma posi\u00e7\u00e3o em que um poderia existir em um \u00e1tomo ou estrutura at\u00f4mica.\u00a0Essa igualdade pode at\u00e9 ser o caso ap\u00f3s a dopagem do semicondutor, embora apenas se for dopada com doadores e aceitadores da mesma forma.\u00a0Nesse caso, n = p ainda \u00e9 v\u00e1lido e o semicondutor permanece intr\u00ednseco, embora dopado.<\/p>\n

Os semicondutores t\u00eam um gap de energia menor que 4eV (cerca de 1eV).\u00a0As folgas de banda s\u00e3o naturalmente diferentes para diferentes materiais.\u00a0Por exemplo, o diamante \u00e9 um semicondutor de banda larga (Egap = 5,47 eV) com alto potencial como material de dispositivo eletr\u00f4nico em muitos dispositivos.\u00a0Por outro lado, o germ\u00e2nio possui uma pequena energia de gap de banda (\u00a0gap<\/sub>\u00a0E\u00a0= 0,67 eV), que requer a opera\u00e7\u00e3o do detector em temperaturas criog\u00eanicas.\u00a0Na f\u00edsica do estado s\u00f3lido, esse gap de energia ou gap de banda \u00e9 um intervalo de energia entre a banda de val\u00eancia e a banda de condu\u00e7\u00e3o, onde os estados de el\u00e9trons s\u00e3o proibidos.\u00a0Ao contr\u00e1rio dos condutores, os el\u00e9trons em um semicondutor devem obter energia (por exemplo, a partir de radia\u00e7\u00e3o ionizante) para atravessar a folga da banda e alcan\u00e7ar a banda de condu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Semicondutores extr\u00ednsecos<\/h3>\n

Um\u00a0semicondutor extr\u00ednseco<\/strong>\u00a0, ou\u00a0semicondutor dopado<\/strong>\u00a0, \u00e9 um semicondutor que foi\u00a0dopado intencionalmente<\/strong>\u00a0com o objetivo de modular suas propriedades el\u00e9tricas, \u00f3pticas e estruturais.\u00a0No caso de detectores semicondutores de radia\u00e7\u00e3o ionizante, o doping \u00e9 a introdu\u00e7\u00e3o intencional de impurezas em um semicondutor intr\u00ednseco com o objetivo de alterar suas propriedades el\u00e9tricas.\u00a0Portanto, os semicondutores intr\u00ednsecos tamb\u00e9m s\u00e3o conhecidos como semicondutores puros ou semicondutores do tipo i.<\/p>\n

A adi\u00e7\u00e3o de uma pequena porcentagem de \u00e1tomos estranhos na rede cristalina regular de sil\u00edcio ou germ\u00e2nio produz mudan\u00e7as dram\u00e1ticas em suas propriedades el\u00e9tricas, uma vez que esses \u00e1tomos estranhos incorporados na estrutura cristalina do semicondutor fornecem\u00a0portadores de carga gratuitos<\/strong>\u00a0(el\u00e9trons ou orif\u00edcios de el\u00e9trons) no semicondutor.\u00a0Em um semicondutor extr\u00ednseco, s\u00e3o esses \u00e1tomos contaminantes estranhos na estrutura cristalina que fornecem principalmente os portadores de carga que transportam corrente el\u00e9trica atrav\u00e9s do cristal.\u00a0Em geral, existem dois tipos de \u00e1tomos contaminantes, resultando em dois tipos de semicondutores extr\u00ednsecos.\u00a0Esses dopantes que produzem as altera\u00e7\u00f5es controladas desejadas s\u00e3o classificados como\u00a0aceitadores<\/strong>\u00a0ou\u00a0doadores de\u00a0<\/strong>el\u00e9trons<\/strong>\u00a0e os semicondutores dopados correspondentes s\u00e3o conhecidos como:<\/p>\n