Aula 4 - Junção PN e Recombinação

[Música] muito bem pessoal então nas aulas anteriores nós vimos que há dois tipos de cristais semicondutor usados na eletrônica são semicondutores dopados tipo P de positivo e tipo N negativo se a gente aproximar aqui o cristal semicondutor tipo P nós vamos ver que ele é dopado com uma impureza nesse cara nesse caso aqui o boro e que ele deixa lacunas né porque o boro é trivalente então ele fica com uma falta de um elétron então nós temos aqui as lacunas em branco que é o buraco a ausência de um elétron que tá faltando para completar

os oito elétrons necessários para estabilizar o semicondutor né vocês reparem que esses silícios aqui próximos aos a impureza né ao Boro eles têm apenas sete elétrons na última camada Então tá faltando um por isso como falta um elétron Ele é positivo já aqui do outro lado nós temos um semicondutor cristal tipo N aqui dopado no caso com fósforo que tem aí né o fósforo tem cinco elétrons na última camada e quando ele se associa com o silício em ligação covalente fica um elétron de sobra um elétron sem ligação covalente que é o elétron livre e

que aqui está representado com a cor azul muito bem então Aqui nós temos os dois cristais semicondutores o interessante notar é que tanto o tipo P quanto tipo N eles conduzem eletricidade mas eles sozinhos não TM lá muita utilidade na eletrônica grande barato acontece quando um cristal é junto com o outro então quando nós juntamos um cristal no outro aí acontece algo muito interessante que nós vamos ver agora vamos juntar aqui direitinho para ficar correto tá aí mais ou menos Ok então aí reparem que nós colamos um cristal no outro e aqui acontece algo muito

bacana pessoal isso daqui nós chamamos de junção PN porque a junção eu tô juntando um cristal tipo P com um cristal tipo N E essa junção de um cristal tipo P um cristal tipo N faz muita coisa isso aqui é a base de toda a eletrônica essa junção dos dois cristais tá então a maior parte dos componentes eletrônicos o diodo o transistor dentre vários outros a base deles é essa combinação de um cristal tipo P junto com um cristal tipo N Tá ok então deixa eu só dar um um ajuste aqui para ficar um pouquinho

mais alinhados Ok então pessoal quando a gente junta o que que acontece nós temos aqui então o lado o lado do Cristal tipo P Vamos dar um zoom aqui e que nós temos lacunas falta de elétrons e do lado do tipo N nós temos aqui os elétrons livres que não estão presos a nenhuma ligação com os átomos vizinhos o que que vai acontecer Então pessoal vai acontecer então que as lacunas desse lado elas vão atrair os elétrons do outro lado os elétrons livres que estão do outro lado de forma que esse elétron vai sair daqui

esse elétron livre que está aqui vai sair daqui e vai ser atraído por aquela lacuna lá do outro lado olha só que interessante isso vai acontecer de forma automática no instante em que eu colo que eu coloco que eu faço a junção dos dois semicondutores esse fenômeno aqui vai acontecer por causa das leis da física né cargas Opostas se atraem Então as lacunas que são cargas aí né é a ausência de um Mas a gente pode considerar que as lacunas são cargas positivas elas vão acabar atraindo esses elétrons aqui que estão mais próximos da junção

que estão mais próximos do centro tá pessoal então vocês vê aqui que eu tô levando esses elétrons livres aqui para lá formando isso aqui Pessoal esse efeito é chamado de recombinação então forma uma recombinação dos elétrons livres do material n que são atraídos pelas lacunas e vão até lá e preenchem as lacunas Esse é o fenômeno da recombinação de forma que tanto de um lado agora aqui desse lado do lado n eu não tenho mais elétrons livres e do lado do tipo P eu não tenho mais lacunas então todos os átomos todas as ligações estão

estáveis estão com oito elétrons na última camada tá E assim os o o cristal a junção PN tende a estabilidade agora reparem o seguinte esses elétrons livres que estão mais distantes das lacunas por causa justamente dessa distância eles não são mais atraídos então eles ficam por aqui mesmo tá de forma que a recombinação só acontece com os elétrons livres e as lacunas mais próximas do centro eles por estarem próximos eles são atraídos mas aqueles mais longe não sofrem a recombinação de forma que aqui no meio nessa nessa parte aqui toda do meio do entre os

dois materiais né do da no meio da junção nós temos uma região que está quimicamente estável todo mundo com oito elétrons na última camada tá graças aí ao fenômeno da recombinação nós vamos ver aqui agora então a junção PN que é quando colamos entre aspas né na verdade não é uma cola que é feita mas só pra gente entender um cristal semicondutor do tipo P a um tipo N temos uma junção PN também chamada de diodo o diodo que é um componente eletrônico que nós vamos estudar muito ainda nessas vídeoaulas nada mais é do que

uma junção de um cristal semicondutor tipo P e outro tipo N tá aqui nós temos o que nós vimos a a a o fenômeno da recombinação né que é o elétron livre que está sobrando aqui tende a ocupar as lacunas mais próximas da junção foi o que nós vimos E aí a recombinação ao aproximarmos uma junção P com a junção n os elétrons e lacunas mais próximos do centro se recombinam a recombinação portanto acontece quando elétron livre ocupa o espaço de uma lacuna perfeito gente show de bola então vamos ver aqui a a recombinação esse

fenômeno da recombinação acontecendo quando juntamos o material tipo P tipo N E aí vai acontecer essa recombinação né os elétrons vão se atraídos vão ocupar o lugar das lacunas E aí eu não vou ter mais nem o elétron livre nem a lacuna de forma que eu tenho uma região aqui no centro que não tem mais elétrons livres e nem lacunas que é uma região chamada de camada de Deão ou também de barreira de potencial Tá ok então isso acontece logo no instante da fabricação do diodo logo no instante da fabricação da junção PN essa recombinação

acontece e a camada de depressão ou a barreira de potencial surge aqui no meio Tá ok nós não vamos nos aprofundar na natureza dessa barreira de potencial e na forma como ela fica ionizada né Mas se vocês tiverem dúvidas com relação a isso é só postarem aí nos comentários ou mandar dúvida pra gente no nosso site GV ensino.com.br eu terei maior prazer em gravar uma aula explicando Só esse detalhe Tá mas por enquanto a gente vai considerar camada de Deão ou a barreira de potencial como uma região aqui onde todos osos átomos do do material

estão estáveis com oito elétrons na última camada Ok então pessoal é isso aqui foi a explicação da recombinação né e o que AC Desce logo no instante em que eu colo uma junção P com uma junção n né quando eu colo esses dois cristais semicondutores e acontece de forma automática o surgimento da barreira de potencial no meio entre no meio delas né então é isso Até a próxima videoaula Muito obrigado a todos tchau Y