Condutores e Semicondutores.pptx

Seminario sobre condutores e Semicondutores

1. Condutores e Semicondutores Lucas Barros da Silva

2. Classificação da máteria

3. Panoranorama histórico Primeiros registros datam de 2750 a.C Em 600 a.C. ela já era estudada. 1672, Otto inventa uma máquina geradora de cargas elétricas onde uma esfera de enxofre gira constantemente atritando-se em terra seca. 1720, Stephen Gray faz a primeira distinção entre condutores e isolantes elétricos. 1833, Michael Faraday notou que a resistência do sulfeto de prata diminuía dramaticamente com o aumento da temperatura. 1874, Braun descobriu o efeito semicondutor em alguns sulfetos metálicos

4. Características Isolante: Possuem baixo valor de condutibilidade elétrica. Materiais: Isopor, borracha, madeira seca, vidro... Condutores: Possuem altos valores de condutibilidade elétrica, e o aumento de temperatura gera o aumento da resistividade. Materiais: Metais. Semicondutor: Possuem propriedades elétricas intermediárias entre condutores e isolantes. As condições físicas às quais o material é submetido determinam se ele se comportará como condutor ou como um isolante. Materiais: Silício e o germânio

5. Relembrando C o ndução elétrica : Condutividade elétrica é a medida da quantidade de corrente elétrica que um material pode transportar ou de sua capacidade de transportar uma corrente.

6. Uma nova teoria... Mas o que torna um material um bom ou mau condutor elétrico ?

7. Os elétrons e uma átomo As p artículas só podem possuir determinados níveis de energias. Para uma partícula confinada, como um elétron em um átomo, a função de onda tem a forma de ondas estacionárias. Função de onda do hidrogênio é:

8. C amada (níveis de energia)

9. Mas e o sólido .

10. A superposição das funções de ondas

11. A superposição das funções de ondas

12. Generalizando para um sistema composto por N átomos

13. Resumindo Átomos isolados têm níveis de energia discretos. Quando os átomos se aproximam há a superposição dos níveis de energia de cada um. Logo existirão faixas de energia possíveis aos elétrons: BANDAS PERMITIDAS E existirão faixas de energia que não são possíveis de ocupação por elétrons: GAP = Bandas Proibidas

14. Possíveis estruturas de bandas

15. Mas como isso explica a condutividade?

16. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA A movimentação de elétrons só é possível em bandas parcialmente preenchidas ou vazias. Apenas elétrons com energia maior que Ef podem participar do processo de condução, ou seja, reagir portando carga na presença de um campo elétrico. Esses elétrons “de condução” são chamados de elétrons livres. Outra entidade, com carga elétrica positiva, que ocorre em semicondutores e isolantes, é chamada de lacuna. As lacunas possuem energia menor que EF e também podem conduzir. *Ef é a chamada energia de Fermi que corresponde à energia máxima dos estados eletrônicos ocupados.

17. Condutores

18. Isolantes O g ap muito grande; em temperaturas “normais” nenhum elétron consegue passar da banda de valência para de condução Para que ocorra a ruptura dielétrica precisamos aplicar uma diferença de potencial da ordem de 10^10V

19. Semicondutores O gap não é tão grande; uma fração de elétrons pode passar para a banda de condução por ativação térmica. ou por estímulo fotoelétrico A condução ocorre tanto na banda de condução quanto na banda de valencia.