Hva er halvlederfysikk?
Hva er halvlederfysikk?
Definisjon av halvlederfysikk
Halvlederfysikk defineres som studiet av materialer med elektrisk ledningsevne mellom lederer og isolatorer, hovedsakelig involverende elementer som silisium og germanium.
Egenskaper til halvledere
Halvledere har moderat motstand og en negativ temperaturkoeffisient for motstand, noe som betyr at motstanden minsker med økende temperatur.
Kovalent binding
Valenselektronene i halvlederatomer spiller en viktig rolle i bindingen mellom atomer i halvlederkristallet. Binding mellom atomer forekommer fordi hvert atom har en tendens til å fylle sin ytterste celle med åtte elektroner.
Hvert halvlederatom har fire valenselektroner og kan dele fire elektroner fra naboatomer for å fullføre åtte elektroner i sin ytterste shell. Dette deling av elektroner skaper kovalente bindinger.
Hvert halvlederatom oppretter fire kovalente bindinger med fire naboatomer i kristallet. Det betyr at en kovalent binding opprettes med hver av de fire naboatomene. Figuren nedenfor viser kovalente bindinger dannet i et germaniumkristall.
I et germaniumkristall har hvert atom åtte elektroner i sitt siste orbit. Men i et isolert enkelt germaniumatom, er det 32 elektroner. Første orbit består av 2 elektroner. Andre orbit består av 8 elektroner. Tredje orbit består av 18 elektroner, og resten av 4 elektroner er i fjerde eller ytterste orbit.
Men i et germaniumkristall, deler hvert atom 4 valenselektroner fra fire naboatomer for å fylle sitt ytterste orbit med åtte elektroner. På denne måten vil hvert av dem i kristallet ha åtte elektroner i sitt ytterste orbit.
Forming av kovalente bindinger forbinder hvert valenselektron med et atom, uten frie elektroner i et ideelt halvlederkristall. Atomene er ordnet på grunn av disse bindingene, som skaper kristallstrukturen til en halvleder.
Energi-båndteori
Halvledere har en liten energiforring mellom valens- og konduksjonsbånd, noe som tillater elektroner å bevege seg og føre strøm når energi tas i bruk.
Typer av halvledere
Intrinsisk halvleder
Ekstrinsisk halvleder
N-type og P-type halvleder
