Što je poluprovodnička fizika

Što je fizika poluprovodnika?

Definicija fizike poluprovodnika

Fizika poluprovodnika definira se kao proučavanje materijala s električnom vodljivošću između vodilaca i izolatora, uglavnom uključujući elemente poput kremika i germanija.

Svojstva poluprovodnika

Poluprovodnici imaju umjerenu otpornost i negativni koeficijent otpornosti na temperaturu, što znači da njihova otpornost smanjuje se s porastom temperature.

Kovalentno vezanje

Valentni elektroni u atomima poluprovodnika odigraju ključnu ulogu u vezanju između atoma u kristalu poluprovodnika. Vezanje između atoma događa se jer svaki atom ima tendenciju da svoju najspoljnju celiju ispunjava sa osam elektrona.

Svaki atom poluprovodnika ima četiri valentna elektrona i može podijeliti četiri elektrona s susjednih atoma kako bi dovršio osam elektrona u svojoj najspoljnjem sloju. Ovo dijeljenje elektrona stvara kovalentne veze.

Svaki atom poluprovodnika stvara četiri kovalentne veze s četiri susjedna atoma u kristalu. To znači da se jedna kovalentna veza stvara s svakim od četiri susjedna atoma poluprovodnika. Slika ispod pokazuje kovalentne veze koje su nastale u kristalu germanija.

U kristalu germanija, svaki atom ima osam elektrona u svom posljednjem orbitu. Ali u izoliranom pojedinačnom atomu germanija, postoji 32 elektrona. Prvi orbit sastoji se od 2 elektrona. Drugi orbit sastoji se od 8 elektrona. Treći orbit sastoji se od 18 elektrona, a preostalih 4 elektrona nalazi se u četvrtom ili najspoljnjem orbitu.

Ali u kristalu germanija, svaki atom dijeli 4 valentna elektrona s četiri susjedna atoma kako bi ispunio svoj najspoljni orbit sa osam elektrona. Na taj način, svaki od njih u kristalu će imati osam elektrona u svojem najspoljnjem orbitu.

Stvaranje kovalentnih veza povezuje svaki valentni elektron s atomom, ne ostavljajući slobodnih elektrona u idealnom kristalu poluprovodnika. Atomi su redovito raspoređeni zbog ovih veza, stvarajući kristalnu strukturu poluprovodnika.

Teorija energetskih zona

Poluprovodnici imaju mali energetski razmak između valentne i provodne zone, omogućavajući elektronima da se kreću i provode struju kada se primijeni energija.

Vrste poluprovodnika

• Intrinsicki poluprovodnik

• Ekstrinsicki poluprovodnik

• N-tip i P-tip poluprovodnika