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Semicondutores

Visão Geral

Fonte: Derek Wilson, Asantha Cooray, PhD, Departamento de Física & Astronomia, Escola de Ciências Físicas, Universidade da Califórnia, Irvine, CA

Semicondutores são materiais cuja capacidade de conduzir uma corrente elétrica depende fortemente de sua temperatura e nível de impureza. O tipo mais comum de material semicondutor é o silício cristalino. A maioria dos semicondutores puros não são condutores excelentes; para melhorar a condutividade, um semicondutor puro é muitas vezes combinado ou "dopado" com uma impureza. Essas impurezas são doadores, como fósforo e arsênico, que doam elétrons para o silício, ou aceitadores, como boro e alumínio, que roubam elétrons do silício. Quando os aceitadores tiram elétrons do silício, eles deixam regiões de carga positiva chamadas "buracos" que efetivamente se comportam como elétrons carregados positivamente.

Um semicondutor do tipo P é formado quando o doping faz buracos que são o portador de carga dominante no material. Um semicondutor do tipo N é formado quando um semicondutor é dopado de tal forma que o portador de carga dominante é o elétron. Como se pode esperar, uma junção p-n é formada na fronteira entre o semicondutor do tipo p e o semicondutor do tipo n. A interação de elétrons e buracos na junção dá origem ao comportamento notável visto em componentes de circuito, como diodos e transistores. Este laboratório explorará as propriedades de uma única junção p-n na forma de um diodo semicondutor.

Procedimento

1. Observe o comportamento de uma junção p-n na forma de um diodo semicondutor e meça sua curva característica de tensão atual.

  1. Obtenha um diodo semicondutor, um LED (diodo emissor de luz), uma fonte de energia, dois multimetros digitais, um resistor de 1 kΩ, alguns cabos e conectores de banana, e um termômetro.
  2. Olhe para o diodo semicondutor. Deveria haver uma banda em um de seus fins. O lado da banda é o "cátodo". O lado sem a banda é o "ânodo".
  3. Certifique-se de que a fonte de alimentação

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Resultados

Os resultados típicos das medições do circuito são mostrados na Tabela 1. A equação do diodo shockley descreve a corrente através de um diodo em função da temperatura do diodo e da queda de tensão através dele. Para uma temperatura de 293,0 K, uma tensão de 555 mV através do diodo, e um fator de idealidade arbitrário (mas representativo) de n = 1,5,

Equation 2
Equation 3

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Aplicação e Resumo

Este laboratório explorou as propriedades dos semicondutores e uma junção p-n na forma de um diodo semicondutor. Um diodo é um componente de circuito composto por uma junção p-n. A curva característica do diodo foi medida, observando-se que o diodo conduzia uma corrente elétrica em apenas uma direção. Um LED contém um tipo especial de junção p-n que emite luz, além de conduzir unidiretamente.

Os semicondutores são amplamente utilizados na indústria eletrônica. Os diodos semico...

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SemiconductorsElectronicsSemiconductor IndustryConductivityInsulatorMetalsCrystalline SiliconWafersP typeN typeSemiconductor DevicesP n JunctionsTransistorsElectrical PropertiesDiodeProtocolCharacterizationReal world ApplicationsIntrinsic SemiconductorsCovalent BondsLattice StructureFree ElectronsImpuritiesDoping

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0:05

Overview

1:24

Principles of Semiconductors

6:01

Characterizing a P-N Junction

9:10

Data Analysis and Results

10:39

Applications

12:20

Summary

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