Unsa ang Energy Bands sa Silicon?

Ano ang Energy Bands sa Silicon?

Pahayag ng Silicon

Ang silicon ay inilalarawan bilang isang semiconductor na may katangian nasa pagitan ng isang conductor at insulator, mahalaga para sa elektronika.

Ang silicon ay inilalarawan bilang isang semiconductor na may mas kaunting libreng elektron kaysa sa isang conductor pero mas marami kaysa sa isang insulator. Ang natatanging katangian na ito ay nagpapawid siya ng malawak na gamit sa elektronika. Ang silicon ay may dalawang uri ng energy bands: ang conduction band at ang valence band. Ang valence band ay nabuo sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya na may valence electrons. Sa absolute 0oK temperature, ang valence band ay puno ng mga elektron, at walang current na lumilipad.

Ang conduction band ay ang mas mataas na antas ng enerhiya kung saan matatagpuan ang mga libreng elektron, na maaaring lumipad sa buong solid. Ang mga libreng elektron na ito ang responsable para sa paglipad ng current. Ang gap ng enerhiya sa pagitan ng conduction band at valence band ay tinatawag na forbidden energy gap. Ang gap na ito ang nagpapasiyang kung anong materyales ang metal, insulator, o semiconductor.

Ang laki ng forbidden energy gap ang nagpapasiyang kung ang solid ay metal, insulator, o semiconductor. Wala namang gap ang mga metal, ang mga insulator ay may malaking gap, at ang mga semiconductor ay may katamtaman na gap. Ang silicon ay may forbidden gap na 1.2 eV sa 300 K.

Sa isang silicon crystal, ang covalent bonds ang nagpapatibay sa mga atoms, nagpapalikod siya ng electrically neutral. Kapag ang isang elektron ay lumabas mula sa kanyang covalent bond, iniwan niya ang isang butas. Habang tumaas ang temperatura, mas maraming elektron ang tumalon sa conduction band, nagpapalikod ng mas maraming butas sa valence band.

Energy Band Diagram ng Silicon

Ang energy band diagram ng silicon ay nagpapakita ng mga antas ng enerhiya ng mga elektron. Sa intrinsic silicon, ang Fermi level ay nasa gitna ng energy gap. Ang pagdodope ng intrinsic silicon sa donor atoms ay nagpapalikod nito ng n-type, naglilipat ng Fermi level mas malapit sa conduction band. Ang pagdodope sa acceptor atoms ay nagpapalikod nito ng p-type, naglilipat ng Fermi level mas malapit sa valence band.

Energy Bands Diagram ng Intrinsic Silicon

Energy Bands Diagram ng Extrinsic Silicon