Como os elétrons e orifícios livres contribuem para a corrente elétrica

Imagine um pedaço de material semicondutor, como o silício. Está cheio de átomos, cada um com seu próprio núcleo e elétrons em órbita. No modelo mais simples, temos dois tipos principais de transportadoras de carga:

1. Elétrons livres: São elétrons que ganharam energia suficiente para se libertar dos átomos dos pais e passear pelo material. Eles podem se mover facilmente e contribuir para a corrente elétrica quando um campo elétrico é aplicado.

2. Buracos: Essas não são partículas reais, mas a ausência de um elétron na banda de valência do átomo. Imagine um buraco como um ponto vago onde um elétron * deveria * estar. Quando um elétron salta de um átomo para outro, deixando sua localização original, um orifício é criado. Este buraco atua como um transportador de carga positivo porque atrai elétrons próximos.

Aqui está um diagrama simplificado:

`` `
+-----++-----++-----+
| Si | | Si | | Si |
+-----++-----++-----+
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
e- | | e- | | e- | | e-
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
+-----++-----++-----+
Orifício | | Orifício | | Buraco
+-----++-----++-----+
`` `

* elétrons livres (e-) são mostrados como pequenos pontos azuis que se movem aleatoriamente dentro do material.
* buracos são representados como espaços vazios na estrutura do átomo.

Agora, vamos considerar um campo elétrico:

Imagine aplicar uma tensão no semicondutor, criando um campo elétrico. Este campo empurrará elétrons livres em uma direção e puxa orifícios na direção oposta. Este movimento de elétrons e orifícios livres constitui corrente elétrica .

Veja como funciona:

* elétrons livres: O campo elétrico os força a flutuar na direção oposta ao campo.
* buracos: Enquanto os próprios buracos não se movem fisicamente, eles são preenchidos por elétrons próximos pulando neles. Isso cria uma "reação em cadeia" de saltos de elétrons, fazendo parecer que os próprios orifícios estão se movendo na direção do campo elétrico.

Em essência, os elétrons livres e os orifícios contribuem para o fluxo de corrente carregando cargas em direções opostas sob a influência de um campo elétrico.

Pontos de chave:

* Elétrons e orifícios livres são portadores de carga em semicondutores.
* Os elétrons livres se movem livremente, enquanto os orifícios são a ausência de elétrons.
* Ambos contribuem para o fluxo de corrente movendo -se em direções opostas sob um campo elétrico.

Este modelo simplificado fornece uma compreensão básica de como elétrons e orifícios livres contribuem para a corrente elétrica nos semicondutores. O mecanismo real é mais complexo e envolve mecânica quântica, mas essa ilustração fornece um bom ponto de partida.