Ano ang Pisika ng Semiconductor?

Ano ang Pisika ng Semiconductor?

Pangungusap hinggil sa Pisika ng Semiconductor

Ang pisika ng semiconductor ay inilalarawan bilang pag-aaral ng mga materyales na may elektrikal na konduktibidad na nasa gitna ng mga conductor at insulator, pangunihin na kinasasangkutan ng mga elemento tulad ng silicon at germanium.

Mga Katangian ng Semiconductors

Ang mga semiconductor ay may katamtamang resistivity at negatibong temperature coefficient of resistance, na nangangahulugan na ang kanilang resistansiya ay bumababa habang tumataas ang temperatura.

Covalent Bonding

Ang mga valence electrons sa mga atom ng semiconductor ay gumagampan ng mahalagang papel sa pagbabandila ng mga atom sa loob ng semiconductor crystal. Ang pagbabandila ng mga atom ay nangyayari dahil bawat atom ay may tendensiyang punuin ang kanyang pinakamalayong cell ng walong electrons.

Bawat atom ng semiconductor ay may apat na valence electrons at maaaring ibahagi ang apat na electrons mula sa mga karatig atom upang makumpleto ang walong electrons sa kanyang pinakamalayong shell. Ang pagbabahagi ng electrons na ito ay naglilikom ng covalent bonds.

Bawat atom ng semiconductor ay lumilikha ng apat na covalent bonds kasama ang apat na karatig atom sa crystal. Ibig sabihin, isang covalent bond ang nililikha sa bawat isa sa apat na karatig atom ng semiconductor. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng mga covalent bonds na nabuo sa isang germanium crystal.

Sa germanium crystal, bawat atom ay may walong electrons sa kanyang huling orbit. Ngunit sa isang isolated single germanium atom, may 32 electrons. Ang unang orbit ay binubuo ng 2 electrons. Ang ikalawang orbit ay binubuo ng 8 electrons. Ang ikatlong orbit ay binubuo ng 18 electrons at ang natitirang 4 electrons ay nasa ika-apat o outer most orbit.

Ngunit sa isang germanium crystal, bawat atom ay nagbabahagi ng 4 valence electrons mula sa apat na karatig atom upang punuin ang kanyang outermost orbit ng walong electrons. Sa ganitong paraan, bawat isa sa kanila sa crystal ay magkakaroon ng walong electrons sa kanyang outermost orbit.

Ang pagbuo ng covalent bonds ay nag-uugnay sa bawat valence electron sa isang atom, walang libreng electrons sa isang ideal na semiconductor crystal. Ang mga atom ay maayos na nakalinya dahil sa mga bond na ito, na naglilikom ng crystal structure ng isang semiconductor.

Teorya ng Energy Band

Ang mga semiconductor ay may maliit na energy gap sa pagitan ng valence at conduction bands, na nagbibigay-daan sa mga electrons na gumalaw at mag-conduct ng kuryente kapag binigyan ng enerhiya.

Mga Uri ng Semiconductors

• Intrinsic Semiconductor

• Extrinsic Semiconductor

• N-type at P-type Semiconductor