Šta je fizika poluprovodnika?
Definicija fizike poluprovodnika
Fizika poluprovodnika definiše se kao studija materijala sa električnom vodljivošću između vodilaca i izolatora, uglavnom uključujući elemente poput silicijuma i germanijuma.
Svojstva poluprovodnika
Poluprovodnici imaju umjerenu otpornost i negativni koeficijent temperature otpornosti, što znači da njihova otpornost smanjuje se s porastom temperature.
Kovalentno vezanje
Valentni elektroni u atomima poluprovodnika igraju ključnu ulogu u vezanju između atoma u kristalu poluprovodnika. Vezanje između atoma dešava se jer svaki atom ima tendenciju da popuni svoju najspoljniju celiju sa osam elektrona.
Svaki atom poluprovodnika ima četiri valentna elektrona i može podeliti četiri elektrona sa susednim atomima kako bi dovršio osam elektrona u svojoj najspoljnijoj celiji. Ova podela elektrona stvara kovalentne veze.
Svaki atom poluprovodnika stvara četiri kovalentne veze sa četiri susedna atoma u kristalu. To znači da se jedna kovalentna veza formira sa svakim od četiri susednih atoma poluprovodnika. Slika ispod pokazuje kovalentne veze formirane u kristalu germanijuma.
U kristalu germanijuma, svaki atom ima osam elektrona u svojoj poslednjoj orbiti. Međutim, u izolovanom pojedinačnom atomu germanijuma, postoji 32 elektrona. Prva orbita sadrži 2 elektrona. Druga orbita sadrži 8 elektrona. Treća orbita sadrži 18 elektrona, a preostalih 4 elektrona je u četvrtoj ili najspoljnijoj orbiti.
Međutim, u kristalu germanijuma, svaki atom deli 4 valentna elektrona sa četiri susedna atoma kako bi ispunio svoju najspoljniju orbitu sa osam elektrona. Na taj način, svaki od njih u kristalu će imati osam elektrona u svojoj najspoljnijoj orbiti.
Formiranje kovalentnih veza povezuje svaki valentni elektron sa 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 prevode struju kada se primeni energija.
Vrste poluprovodnika
Intrinsicki poluprovodnik
Ekstrinsicki poluprovodnik
N-tip i P-tip poluprovodnika
