Што е физика на полупроводниците

Што е физика на полупроводниците?

Дефиниција на физиката на полупроводниците

Физиката на полупроводниците се дефинира како студија на материјали со електрична проводливост помеѓу проводници и изолатори, главно вклучувајќи елементи како кремниум и германиум.

Својства на полупроводниците

Полупроводниците имаат умерена резистивност и негативен температурен коефициент на отпор, што значи дека нивниот отпор се намалува со зголемување на температурата.

Ковалентно поврзување

Валентните електрони во атомите на полупроводниците играат важна улога во поврзувањето меѓу атомите во кристалот на полупроводник. Поврзувањето меѓу атомите се случува затоа што секој атом има тенденција да наполнее својата највонешна обвивка со осум електрони.

Секој атом на полупроводник има четири валентни електрона и може да сподели четири електрона од соседните атоми за да заврши со осум електрони во својата највонешна обвивка. Ова споделување на електрони создава ковалентни врски.

Секој атом на полупроводник создава четири ковалентни врски со четири соседни атоми во кристалот. Тоа значи дека една ковалентна врска се создава со секој од четирите соседни атоми на полупроводник. Сликата подолу прикажува ковалентните врски формирани во кристалот на германиум.

Во кристалот на германиум, секој атом има осум електрона во својата последна орбита. Но во изолиран атом на германиум, има 32 електрона. Првата орбита се состои од 2 електрона. Втората орбита се состои од 8 електрона. Третата орбита се состои од 18 електрона, а остани 4 електрона се во четвртата или највонешната орбита.

Но во кристалот на германиум, секој атом споделува 4 валентни електрона со четири соседни атоми за да наполнее својата највонешна орбита со осум електрона. На тој начин, секој од нив во кристалот ќе има осум електрона во својата највонешна орбита.

Формирањето на ковалентни врски асоцира секој валентен електрон со атом, оставајќи ги без слободни електрони во идеалниот кристал на полупроводник. Атомите се редоследно распоредени поради овие врски, создавајќи кристалната структура на полупроводник.

Теорија на енергетските појаси

Полупроводниците имаат мала енергетска разлика помеѓу валентниот и проводниот појас, што дозволува на електроните да се движеат и да пренесуваат електричество кога се применува енергија.

Типови на полупроводници

• Интрасен полупроводник

• Екстразен полупроводник

• N-тип и P-тип полупроводник