Wat is Halwegeerfisika?

Wat is Halvgeleerderfisika?

Definisie van Halvgeleerderfisika

Halvgeleerderfisika word gedefinieer as die studie van materiaal met elektriese geleidbaarheid tussen geleiders en isolators, hoofsaaklik insluitend elemente soos silikon en germanium.

Eienskappe van Halvgeleiers

Halvgeleiers het matige weerstand en 'n negatiewe temperatuurkoëffisiënt van weerstand, wat beteken dat hul weerstand verminder met toenemende temperatuur.

Kovalente Bindings

Die valensielektrone in halvgeleieratome speel 'n belangrike rol in die binding tussen atome in die halvgeleierkristal. Binding tussen atome vind plaas omdat elke atoom 'n neiging het om sy buiteste selle met agt elektrone te vul.

Elke halvgeleieratoom het vier valensielektrone en kan vier elektrone van naasliggende atome deel om agt elektrone in sy buiteste selle te voltooi. Hierdie deeling van elektrone skep kovalente bindings.

Elke halvgeleieratoom vorm vier kovalente bindings met vier naasliggende atome in die kristal. Dit beteken dat een kovalente binding met elk van vier naasliggende halvgeleieratome gevorm word. Die figuur hieronder wys die kovalente bindings wat in 'n germaniumkristal gevorm word.

In 'n germaniumkristal het elke atoom agt elektrone in sy laaste baan. Maar in 'n geïsoleerde enkele germaniumatoom is daar 32 elektrone. Die eerste baan bestaan uit 2 elektrone. Die tweede baan bestaan uit 8 elektrone. Die derde baan bestaan uit 18 elektrone en die oorblywende 4 elektrone is in die vierde of buiteste baan.

Maar in 'n germaniumkristal, deel elke atoom 4 valensielektrone van vier naasliggende atome om sy buiteste baan met agt elektrone te vul. Op hierdie manier sal elkeen in die kristal agt elektrone in sy buiteste baan hê.

Die vorming van kovalente bindings verbind elke valensielektron met 'n atoom, sonder vry elektrone in 'n ideaal halvgeleierkristal. Die atome is ordentlik gearrangeer weens hierdie bindings, wat die kristalstruktuur van 'n halvgeleier skep.

Energiebandteorie

Halvgeleiers het 'n klein energiegap tussen die valensie- en geleidbands, wat elektrone toelaat om te beweeg en elektrisiteit te geleid wanneer energie toegepas word.

Tipes Halvgeleiers

• Intrinsiese Halvgeleier

• Extrinsiese Halvgeleier

• N-tipe en P-tipe Halvgeleier