Apakah Fizik Semikonduktor?

Apakah Fizik Semikonduktor?

Definisi Fizik Semikonduktor

Fizik semikonduktor didefinisikan sebagai kajian bahan dengan kekonduksian elektrik antara konduktor dan isolator, terutamanya melibatkan unsur seperti silikon dan germanium.

Sifat Semikonduktor

Semikonduktor mempunyai rintanganan sederhana dan pekali rintanganan suhu negatif, yang bermaksud rintanganannya berkurang apabila suhu meningkat.

Pengikatan Kovalen

Elektron valens dalam atom semikonduktor memainkan peranan penting dalam pengikatan antara atom dalam kristal semikonduktor. Pengikatan antara atom berlaku kerana setiap atom cenderung untuk mengisi sel luaran palingnya dengan lapan elektron.

Setiap atom semikonduktor mempunyai empat elektron valens dan boleh berkongsi empat elektron dari atom-atom jiran untuk melengkapkan lapan elektron di sel luaran palingnya. Perkongsian elektron ini mencipta ikatan kovalen.

Setiap atom semikonduktor mewujudkan empat ikatan kovalen dengan empat atom jiran dalam kristal. Ini bermaksud, satu ikatan kovalen dibentuk dengan setiap satu daripada empat atom jiran semikonduktor. Gambar di bawah menunjukkan ikatan kovalen yang terbentuk dalam kristal germanium.

Dalam kristal germanium, setiap atom mempunyai lapan elektron di orbit terakhirnya. Tetapi dalam atom germanium tunggal yang terasing, terdapat 32 elektron. Orbit pertama terdiri daripada 2 elektron. Orbit kedua terdiri daripada 8 elektron. Orbit ketiga terdiri daripada 18 elektron dan selebihnya 4 elektron berada di orbit keempat atau orbit luaran paling.

Tetapi dalam kristal germanium, setiap atom berkongsi 4 elektron valens dari empat atom jiran untuk mengisi orbit luaran palingnya dengan lapan elektron. Dengan cara ini, setiap atom dalam kristal akan mempunyai lapan elektron di orbit luaran palingnya.

Membentuk ikatan kovalen menghubungkan setiap elektron valens dengan satu atom, meninggalkan tiada elektron bebas dalam kristal semikonduktor ideal. Atom-atom disusun dengan tertib kerana ikatan-ikatan ini, mencipta struktur kristal semikonduktor.

Teori Band Energi

Semikonduktor mempunyai jurang tenaga kecil antara band valens dan band konduksi, membolehkan elektron bergerak dan menghantar elektrik apabila tenaga dikenakan.

Jenis-jenis Semikonduktor

• Semikonduktor Intrinsic

• Semikonduktor Extrinsic

• Semikonduktor Jenis N dan P