Kas ir poluprovadītāju fīzika?

Kas ir poluprovodņu fīzika?

Poluprovodņu fīzikas definīcija

Poluprovodņu fīzika ir definēta kā materiālu pētījums, kuru elektriskā laidība atrodas starp līdzstrāvas un izolatoriem, galvenokārt ietver elementus, piemēram, kvarts un germanijs.

Poluprovodņu īpašības

Poluprovodnieki ir vidēja resistivitātes un negatīva temperatūras koeficients, kas nozīmē, ka to rezistīvitate samazinās ar temperatūras pieaugumu.

Kovalentais saite

Katrā poluprovodņu atomā ir četri valenti elektroni un var dalīties ar četriem elektroniem no blakus esošajiem atomiem, lai pilnībā aizpildītu savu ārējo orbitali ar astoņiem elektroniem. Šis elektronu dalīšanās process veido kovalentes saites.

Katrā poluprovodņu atomā tiek veidotas četras kovalentes saites ar četriem blakus esošajiem atomiem kristālā. Tas nozīmē, ka ar katru no četriem blakus esošajiem poluprovodņu atomiem tiek veidota viena kovalenta saite. Zemāk redzamā attēla parāda kovalentes saites, kas veidotas germanija kristālā.

Germanija kristālā katrs atoms savā pēdējā orbitalē ir aizpildīts ar astoņiem elektroniem. Tomēr atsevišķā, izolētā germanija atomā ir 32 elektroni. Pirmajā orbitalē ir divi elektroni. Otrajā orbitalē ir astoņi elektroni. Trešajā orbitalē ir 18 elektroni, un ceturto, ārējo orbitali aizpilda četri elektroni.

Tomēr germanija kristālā katrs atoms dalās ar četriem valentiem elektroniem no četriem blakus esošajiem atomiem, lai aizpildītu savu ārējo orbitali ar astoņiem elektroniem. Tādējādi katrs kristālā būs ar astoņiem elektroniem savā ārējā orbitalī.

Kovalentu saiti veidojot, katrs valents elektorns tiek saistīts ar atomu, neatstājot brīvus elektronus ideālā poluprovodņu kristālā. Atomi ir kārtīgi sakārtoti šo saiti dēļ, veidojot poluprovodņu kristāla struktūru.

Enerģijas joslas teorija

Poluprovodniekiem ir maza enerģijas atstarpe starp valents un konduktīvās joslām, kas ļauj elektroniem kustēties un veidot strāvu, kad tiek pievienota enerģija.

Poluprovodņu veidi

• Intrinsks poluprovodnieks

• Ekstrinsks poluprovodnieks

• N-tipa un P-tipa poluprovodnieks