semicondutor

O primeiro semicondutor foi inventado em 1948, pelos físicos americanos John Bardeen, Walter Houser Brattain e William Shockley que construíram o primeiro transístor pelo que obtiveram em conjunto o Prémio Nobel da Física em 1956.
Esta descoberta provocou enormes transformações de ordem económica e social.
Toda a eletrónica e ciência dos computadores se baseiam nesta descoberta e nos processos de condução microscópica que se realizam num semicondutor.
Os semicondutores podem ser classificados em semicondutor intrínseco e semicondutor extrínseco.
Um semicondutor intrínseco é aquele em que a concentração de portadores de carga é uma característica do seu próprio material. Os eletrões saltam para uma banda de condução, provenientes da banda de valência devido a excitação térmica. Este salto provoca uma lacuna na banda de valência.
Nos semicondutores extrínsecos, o tipo de condução que predomina depende do número e da valência dos átomos de impurezas que estão presentes.
Ao serem dopados (introdução de determinas quantidades de impurezas) com cristais de impurezas pentavalentes, denominadas dadores, o semicondutor designa-se por condutor tipo n, uma vez que os eletrões livres em excesso atuam como portadores maioritários e as lacunas como minoritários.
Por sua vez se a dopagem for realizada com cristais trivalentes, o semicondutor é do tipo p, sendo os portadores maioritários as lacunas enquanto os eletrões são agora minoritários.
Os materiais mais importantes como elementos de construção dos semicondutores são o silício e o germânio. Para aproveitar as suas propriedades elétricas estes materiais devem trabalhar-se em forma de monocristais absolutamente puros.
Estes cristais são depois cortados por serras muito finas em placas paralelas aos planos reticulares, de aproximadamente 0,5 milímetros de espessura. São estas placas a matéria prima para a produção de elementos semicondutores.
A produção destes elementos é um processo complicado. Primeiramente começa-se por dividir a placa de silício ou germânio em muitas pastilhas retangulares (chips), cada uma das quais servirá de suporte a um módulo eletrónico. Passa-se, depois, a uma sequência de dopagem e tratamentos cáusticos de modo a eliminar determinadas partes do chip e proteger outras com lacas especiais até que finalmente a sua superfície apresente uma estrutura microscópica semelhante a um patamar, com as zonas dopadas desejadas. Em seguida, soldam-se na sua parte externa fios de ouro muito finos que serão os contactos elétricos. Por fim, separam-se os diferentes chips e ligam-se às embalagens protetoras ou de refrigeração previstas.
Os semicondutores aplicam-se principalmente em transístores, díodos, circuitos integrados, opto-eletrónica, laser, entre outras.