Doping - Tipos de Doping - Dopagem Química de Materiais - Funcionamento dos Semicondutores(Diodos)
Um diodo permite que a corrente flua em uma direção, mas não na outra. Quando se coloca juntos o silício tipo N e tipo P se obtém um fenômeno bem interessante, que dá ao diodo suas propriedades únicas.Mesmo que o silício tipo N e o silício tipo P sozinhos sejam condutores, a combinação mostrada no diagrama não conduz eletricidade. Os elétrons negativos no silício tipo N são atraídos para o terminal positivo da bateria. As lacunas positivas no silício tipo P são atraídas para o terminal negativo da bateria. Nenhuma corrente flui pela junção, pois as lacunas e os elétrons estão se movendo na direção errada.
Se for invertida a bateria, o diodo conduz a eletricidade muito bem. Os elétrons livres no silício tipo N são repelidos pelo terminal negativo da bateria. As lacunas no silício tipo P são repelidas pelo terminal positivo. Na junção entre o silício tipo N e o silício tipo P as lacunas e os elétrons se encontram. Os elétrons preenchem as lacunas. Ambos deixam de existir e novas lacunas e elétrons surgem em seu lugar. O efeito é que a corrente flui pela junção.
Um dispositivo que bloqueia a corrente em uma direção, enquanto a deixa fluir em outra, é chamado de diodo. Os diodos podem ser utilizados de diferentes maneiras. Um dispositivo que utiliza pilhas, por exemplo, normalmente contém um diodo que o protege se você inserir as pilhas ao contrário. O diodo simplesmente bloqueia qualquer corrente que tente deixar a pilha se ela estiver ao contrário; isso protege os sensíveis componentes eletrônicos no dispositivo.
O comportamento do diodo semicondutor não é perfeito.
Se polarizado inversamente, um diodo ideal bloquearia toda a corrente. Um diodo real deixa passar 10 microampéres, o que não é muito, mas ainda assim não é perfeito. Se você aplicar suficiente tensão (V) invertida suficiente, a junção se quebra e deixa a corrente passar. Geralmente, a tensão de quebra é muito maior do que o circuito jamais receberá, então é irrelevante.
Quando polarizado diretamente, uma pequena quantidade de tensão é necessária para fazer o diodo funcionar. No silício, essa tensão é de cerca de 0,7 volts. Essa tensão é necessária para iniciar o processo de combinação lacuna-elétron na junção.
Um transistor é criado utilizando três camadas ao invés das duas utilizadas no diodo. Você pode criar tanto uma combinação NPN quanto PNP. Um transistor pode atuar como chave ou amplificador.
Um transistor se parece com dois diodos de costas um pro outro. Assim, você teria de imaginar que nenhuma corrente poderia fluir por um transistor, já que os diodos bloqueariam a corrente dos dois lados. Isso é verdade. Contudo, quando se aplica uma pequena corrente à camada central da estrutura em sanduíche, uma corrente muito maior pode fluir pelo sanduíche como um todo. Isso dá ao transistor seu comportamento de interruptor. Uma pequena corrente pode ligar e desligar uma grande corrente.
O chip de silício é uma peça de silício que pode comportar milhares ou mesmo milhões de transistores. Com transistores atuando como chaves, é possível criar portas lógicas, e com elas pode-se criar chips de microprocessador.
A evolução natural do silício para o silício dopado, para transistores e para chips é o que tornou os microprocessadores e outros dispositivos eletrônicos tão baratos e onipresentes na sociedade atual. Os princípios fundamentais são incrivelmente simples. O constante refinamento desses princípios permite que milhões de transistores sejam criados de forma barata em um único chip.
Fontes de Pesquisa
