Vad är energiband för silikon?
Vad är energibandet hos silikon?
Silikondefinition
Silikon definieras som en halvledare med egenskaper mellan de av en ledare och en isolator, viktig för elektronik.
Silikon definieras som en halvledare med färre fria elektroner än en ledare men fler än en isolator. Denna unika egenskap gör att silikon används omfattande inom elektronik. Silikon har två typer av energiband: ledningsbandet och valensbandet. Valensbandet bildas av energinivåer med valenselektroner. Vid absolut noll Kelvin temperatur är valensbandet fullt av elektroner, och ingen ström flödar.
Ledningsbandet är det högre energinivåband där fria elektroner, som kan röra sig genom fastigheten, hittas. Dessa fria elektroner ansvarar för strömförsättning. Energitrycket mellan ledningsbandet och valensbandet kallas det förbjudna energitrycket. Detta trysk determinerar om ett material är en metall, en isolator eller en halvledare.
Storleken på det förbjudna energitrycket bestämmer om en fasthet är en metall, en isolator eller en halvledare. Metaller har inget trysk, isolatorer har ett stort trysk, och halvledare har ett måttligt trysk. Silikon har ett förbjudet trysk på 1,2 eV vid 300 K.
I ett silikonkristall håller kovalenta bindningar atomerna tillsammans, vilket gör silikon elektriskt neutral. När en elektron bryter sig loss från sin kovalenta bindning lämnar den ett hål. När temperaturen ökar hoppar fler elektroner in i ledningsbandet, vilket skapar fler hål i valensbandet.
Energibandsdiagram för silikon
Energibandsdiagrammet för silikon visar energinivåerna för elektroner. I intrinskt silikon ligger Fermi-nivån mitt i energitrycket. Att dopera intrinskt silikon med donatoratomer gör det n-typ, vilket flyttar Fermi-nivån närmare ledningsbandet. Dopning med acceptoratomer gör det p-typ, vilket flyttar Fermi-nivån närmare valensbandet.
Energibandsdiagram för intrinskt silikon
Energibandsdiagram för extrinskt silikon
