Kaj so energetske pasove silicija

Kaj so energijske pasove silicija?

Definicija silicija

Silicij se definira kot polprevodnik z lastnostmi med tistimi prevodnika in izolatorja, ključnega za elektroniko.

Silicij je definiran kot polprevodnik z manj svobodnih elektronov kot prevodnik, vendar več kot izolator. Ta unikatna značilnost naredi silicij široko uporabljen v elektroniki. Silicij ima dva tipa energijskih pasov: prevajalni pas in valenčni pas. Valenčni pas je sestavljen iz energijskih ravnil z valenčnimi elektroni. Pri absolutni temperaturi 0oK je valenčni pas zapolnjen z elektroni in ne teče tok.

Prevajalni pas je višji energijski pas, kjer so najdeni svobodni elektroni, ki se lahko gibljejo skozi trdne delce. Ti svobodni elektroni so odgovorni za pretok toka. Energijska vrzel med prevajalnim in valenčnim pasom se imenuje prepovedana energijska vrzel. Ta vrzel določa, ali je material kovin, izolator ali polprevodnik.

Velikost prepovedane energijske vrzeli določa, ali je trdina kovin, izolator ali polprevodnik. Kovine nimajo vrzeli, izolatorji imajo veliko vrzel, polprevodniki pa umesno vrzel. Silicij ima prepovedano vrzel 1,2 eV pri 300 K.

s-serif; font-size: 16px;">

V kristalu silicija kovalentne vezove držijo atome skupaj, kar silicij naredi električno nevtralnim. Ko se elektron odpove od svoje kovalentne veze, pusti luknjo. Ko se temperatura poviša, več elektronov preskoči v prevajalni pas, kar ustvari več luknj v valenčnem pasu.

Energijski diagram silicija

Energijski diagram silicija prikazuje energijske ravni elektronov. V intrinzičnem siliciju je Fermijev nivo na sredini energijske vrzeli. Dopevanje intrinzičnega silicija donatorskimi atomi ga naredi n-tipa, kar premakne Fermijev nivo bližje prevajalnemu pasu. Dopevanje akceptorskimi atomi ga naredi p-tipa, kar premakne Fermijev nivo bližje valenčnemu pasu.

Energijski diagram intrinzičnega silicija

Energijski diagram ekstrinzičnega silicija