Os materiais semicondutores são elementos cuja resistência situa-se entre a dos condutores e a dos isolantes. Os principais semicondutores utilizados são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), que em estado puro apresentam-se sob a forma cristalina, em uma configuração periódica.
A figura a seguir nos mostra a estrutura atômica do Germânio e do Silício.
Ambos os elementos possuem um total de 4 elétrons na última camada (camada de valência), também denominada por número de valência. Como sabemos, o número máximo de elétrons para a última camada é 8, e como ambos possuem 4, podem formar ligação covalente e atingir um total de 4 elétrons na última camada, formando por conseguinte uma estrutura cristalina.
Por exemplo:
Notamos, pela figura 2, que cada átomo encontra-se unido a quatro átomos vizinhos por uma ligação covalente. Da forma como se apresenta o elemento acima, ao aplicarmos uma tensão não resultará uma corrente, pois os elétrons estão presos as ligações de valência, não havendo por conseguinte elétrons livres para a condução. Para que haja circulação teríamos de romper as ligações covalente mediante à aplicação de energia suficiente ao elemento, energia essa de diferentes formas: luz, calor, etc.
Na prática
Utilizando imagens do canal MITK12Videos no youtube para ilustrar, vamos a explicação:
Na figura da esquerda existe um circuito utilizando metal e no da direita outro utilizando vidro.
Figura 3: Metal como um condutor. Figura 4: Vidro como um condutor.
E como já esperado, o LED utilizado para mostrar se existe corrente acende apenas com o metal. Mas o que acontece quando eu utilizo a mesma formatação com uma placa de Silício? Vejamos:
Na Figura 5 a placa de Silício está em temperatura ambiente e não provoca nenhum tipo de reação no circuito, mas quando é aquecida veja o que ocorre:
Ele conduz eletricidade em altas temperaturas, por isso chamamos de semicondutores, pois muda seu comportamento de acordo com o ambiente.
Por isso, semicondutores são perfeito para fabricação de eletrônicos de todos os tipos, inclusive placas fotovoltaicas.
Referências
[1] What Is A Semiconductor?, 2015. Disponível em: www.k12videos.mit.edu. Acesso em: 2 jun. 2020. [2] MARCO VICARI CIPELLI, Antônio; JOÃO SANDRINI, Waldir. Teoria e Desenvolvimento de Projetos de Circuitos Eletrônicos. 15ª Edição. ed. rev. atual. e aum.: Livros Érica Editorial LTDA, 1993.
