Materiais semicondutores. O que são e para que servem?

Relativamente desconhecidos para a maioria das pessoas, os materiais semicondutores (neste caso a sua escassez) tem estado na base da mais recente crise pela qual a indústria automóvel tem estado a passar.

Numa altura em que os automóveis recorrem cada vez mais a circuitos, chips e processadores, a falta dos materiais semicondutores tem levado a atrasos na produção, paragens das linhas de montagem e à procura de soluções “engenhosas” como a encontrada pela Peugeot para o 308.

Mas, em que consistem estes materiais semicondutores cuja escassez tem obrigado a paragens de produção na indústria automóvel? Que tipos de utilização têm?

O que são?

Resumindo na medida do possível, um material semicondutor define-se como um material que tanto pode atuar como condutor de corrente elétrica ou como isolante consoante diversos fatores (como a temperatura ambiente, o campo eletromagnético a que está sujeito, ou a sua própria composição molecular).

Extraídos da natureza, há vários elementos da tabela periódica que atuam como semicondutores. Os mais usados na indústria são o silício (Si) e o germânio (Ge), mas há outros como o enxofre (S), boro (B) e o cádmio (Cd).

Quando estão em estado puro, estes materiais são designados de semicondutores intrínsecos (onde a concentração de portadores de carga positiva é igual à concentração de portadores de carga negativa).

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Já os maioritariamente usados na indústria são designados semicondutores extrínsecos e caracterizam-se pela introdução de uma impureza — átomos de outros materiais, como por exemplo, o fósforo (P) —, via um processo de dopagem, que permite controlar, sem esmiuçar os mais ínfimos detalhes (há dois tipos de impureza que resultam em dois tipos de semicondutores, “N” e “P”), as suas características elétricas e de condução de corrente elétrica.

Quais as suas aplicações?

Olhando há nossa volta, são diversos os objetos e componentes que necessitam dos “serviços” dos materiais semicondutores.

A sua aplicação mais importante é no fabrico de transístores, um pequeno componente inventado em 1947 que levou a uma “revolução eletrónica” e é usado para amplificar ou trocar sinais eletrónicos e potência elétrica.

Este pequeno componente produzido com recurso a materiais semicondutores está na base da produção de chips, microprocessadores e processadores presentes em todos os dispositivos eletrónicos com que convivemos no dia a dia.

Além disso, os materiais semicondutores são também usados na produção de díodos, sendo os mais usados na indústria automóvel os díodos emissores de luz, amplamente conhecidos como LED (light-emitting diode).

João Delfim Tomé

Apaixonado por automóveis desde sempre, o João divide os seus dias entre as teclas da Razão Automóvel e a chave de parafusos do Lada Niva que está a recuperar.

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