Aula 1 - Semicondutores e Semicondutor Intrínseco

e aí galera estamos aqui começando mais uma vídeo aula dessa vez de eletrônica analógica eu sou gabriel vinícius do site www.jjseventos.com.br nesta vídeo aula nós vamos começar a estudar alguns conceitos básicos vistos na eletrônica analógica nós vamos começar hoje falando sobre os semicondutores então os semicondutores eles são materiais que possuem uma resistência ali no meio intermediária entre os materiais condutores e os materiais isolantes semicondutor próprio nome diz é semi é quase ele é quase um condutor ele não é um condutor também não chega a ser um isolante ele fica ali no meio entre os dois

por exemplo ficar melhor aqui nós temos um pequeno gráfico onde nós vemos do lado esquerdo os condutores sendo a prata o melhor condutor depois o cobre alumínio depois um pouquinho mais para o meio o fósforo titânio lá do outro lado nós temos aí os materiais isolantes o vidro depois da borracha porcelana o enxofre eo pet e ali no meio nós temos os semicondutores destaque para o carbono o germânio e/ou silício né então tá aí os três principais semicondutores carbono germânio esse início esses são os materiais ali os principais semicondutores que como a gente viu possui

uma resistência ali mediana não é nenhum condutor mas também não chega se um isolante os dois semicondutores usados na eletrônica são o silício que vocês estão vendo aí do lado esquerdo e o germânio do lado direito aí nós temos a estrutura das camadas dos elétrons desses dois tomamos desses dois materiais reparem aqui que o silício e germânio os dois possuem quatro elétrons de valência ou seja na última camada dos elétrons os dois têm quatro elétrons e é isso que torna eles um semicondutor então reparem que o silício nós temos um eletrochoque 2 344 na camada

de valência na última camada o germânio a mesma coisa então embora o ser humano ele tenha mais elétrons ali nas camadas inferiores a camada mais importante do átomo a camada que se relaciona com os outros átomos com o mundo exterior é a última camada é a chamada camada de valência então o importante é a gente notar isso quanto os elétrons tem a última camada porque a última camada é a mais importante do átomo ela que se relaciona com os outros átomos com as outras moléculas na tão interessante notar os semicondutores aí possui quatro elétrons na

camada de valência aqui nós temos os semicondutores na tabela periódica e os que nós usamos na eletrônica é são o silício e germânio o carbono a gente não usa a ele pelo menos não até agora nós não usamos o carbono como um semicondutor na eletrônica pra fabricação de dispositivos de componentes eletrônicos são usados aí o silício e germânio com destaque maior hoje em dia para o silício nos anos 40 e 50 as principais semicondutores principais componentes semicondutores eram feitos os germânicos e hoje é feito através do silício ainda ao germano também tá mas a grande

maioria de silício silício que o material encontrado a iná na areia do mar num material facilmente em contrato nós temos então o semicondutor público que nós vamos encontrar intrínseca ao entender melhor o que vem a seis né tanto silício enquanto germano os dois semicondutores usados na eletrônica ele se estabilizam quando possuem oito elétrons na camada de valência se a gente voltar aqui vocês vão ver que ambos possuem quatro elétrons na última camada tanto silício quanto germânio só que o que está sendo dito aqui é que todos eles quando germano ele só ficam estáveis quando eles

possuem oito elétrons na última camada ele sozinho possui quatro mas ele só se estabilizam 8 então como é que fecha essa conta e vamos entender o seguinte como tudo na natureza tende a instabilidade é o equilíbrio quando vários átomos de silício ou de germânio são colocados juntos eles formam uma estrutura cristalina onde compartilham seus elétrons da camada de valência com os átomos vizinhos no que na química a gente chama de ligação covalente formando um cristal semicondutor então olha só que interessante o silício e germânio eles possuem quatro elétrons na última camada só que ele se

estabilizam com 8 eles atingem o equilíbrio com oito então o que acontece quando eu reúno vários átomos disse list ou vários atos de germânio eles passam a compartilhar os seus elétrons com os átomos vizinhos pra que todo mundo fique com oito elétrons para que todo mundo fique estável para que a estrutura fique ricci equilibrada né o que nós chamamos de estrutura cristalina e é o que acontece nessas figuras que não vieram abaixo olha só que interessante nós temos aí o cristal de silício que quando nós temos vários átomos além do mesmo material ordenados e compartilhando

seus elétrons olha só que interessante então se nós pegarmos aqui para esse lixo aqui qualquer um deles né eles são rodeadas por oito elétrons na verdade o silício sozinho tem quatro mas de onde vêm os outros quatro os outros quatro elétrons estão sendo compartilhados com os atos nos vizinhos então olha só que interessante vamo vamo entender melhor isso aqui nesse sistema que eu preparei pra gente aqui nós temos um átomo de silício sozinho solitário com os 4 elétrons da última camada não representem as outras camadas porque elas não são importantes aqui pra gente os quatro

elétrons da última camada o que acontece então quando eu pego um outro ato de silício e reúno eles juntos acontece uma ligação covalente que nós chamamos na química de ligação covalente que é o que é quando os elétrons desse dos dois eles eles são compartilhados então esses dois elétrons aqui do meio olha só que interessante eles não são mais nem de um átomo nem do outro eles são dos dois átomos de forma que nesse caso tanto o silício da direita quanto da esquerda agora eles têm cinco elétrons de valência tem cinco elétrons na última camada

porque esses dois aqui estão sendo compartilhados por eles se eu pegar mais um átomo de silício aqui como organizar aqui para ficar bonitinho se eu pegar mais um e colocar ele aqui olha só o que vai acontecer deixou muito bem olha só o que vai acontecer se eu pegar mais um e colocar aqui agora esses dois ato esses dois elétrons aqui também estão sendo compartilhados pelos dois átomos eles pertencem agora aos dois átomos antes olha só antes esse elétron pertencia esse átomo e esse eletrochoque pertencia a esse ato quando eles se unem para atingir o

equilíbrio que eles fazem eles compartilham os elétrons de forma que agora esses dois elétrons pertencem os dois átomos é a ligação covalente toque e assim por diante se eu for pegando mais e mais átomos do silício nós vamos formar um cristal de silício um dia eles vão compartilhando ali os seus elétrons com os átomos vizinhos olha só que interessante então vamos vamos fazer aqui então não é só a cadeia vai se formando né e nós temos aí esse compartilhamento de forma que todos os os átomos passam a compartilhar os seus elétrons e passam portanto até

8 elétrons na sua camada de valência e assim eles ficam estáveis eles atingir o equilíbrio não é pessoal então olha só que interessante a gente vai ligando aqui e quanto mais a gente junta os átomos mais fica fácil de ver né e segue para baixo segue pra cima enfim reparem que agora os átomos de silício eles passam a ter oito elétrons eu vou dar um zoom aqui olha só que interessante agora eles passam a ser circundados né passa a ter na última camada 8 elétrons é bom que já era dele outro que ele pegou né

que ele está compartilhando com o átomo vizinho e agora eles possuem todos 8 eletronorte uma camada o cristal está estável então isso aqui gente é o que nós chamamos de semicondutor intrínseco quer dizer é um semicondutor puro ele só é feito de silício não tem outro material não tem impurezas aqui e quando nos juntamos vários atos de silício formando um cristal eles compartilham seus elétrons em ligação covalente de forma que todos eles atinjam o equilíbrio muito interessante está então o pessoal é é isso né olha só aqui conclusão nossa que dessa forma cada atual passa

a ter oito elétrons na última camada nenhum elétron sobra ou falta pois todos pertencem a dois átomos de semicondutor que de fato é que nós vimos lá na na montagem que eu acabei de fazer aqui onde todos os elétrons são compartilhados com os átomos vizinhos e assim todos os semicondutores ficam feliz né todos os átomos fico feliz porque todos eles possam ter oito elétrons na última camada isso serve tanto o silício é o caso que eu fiz aqui igualzinho da mesma forma para o ser humano até porque o ser humano como nós vimos também possui

quatro elétrons na última camada ok então é isso aí pessoal já está tarde aqui no horário muito obrigado a todos e até a próxima videoaula