Ni wapi Fizikia ya Miondo wa Kutumika?

Ni ni Nini Fizikia ya Semiconductors?

Maana ya Fizikia ya Semiconductors

Fizikia ya semiconductors ina maana ya utafiti wa vifaa vilivyopo na ufanisi wa mawimbi kati ya conductors na insulators, zaidi ya kusambaza vitu kama silicon na germanium.

Sifa za Semiconductors

Semiconductors yana upinzani wa wazi na hasa temperature coefficient of resistance chenye tofauti, isipokuwa kuwa upinzani wake unategemea na ongezeko la joto.

Uungoaji wa Covalent

Electrons wa valence katika atom za semiconductors wanajua nafasi muhimu katika uungoaji kati ya atom katika kristali ya semiconductor. Uungoaji huo unaendelea kwa sababu kila atom ana hamu ya kufanya orbit yake ya nje iwe na electrons watano.

Kila atom wa semiconductor ana electrons watano wa valence na anaweza kushiriki electrons watano kutoka kwa atom zinazojirani ili kukamilisha electrons watano katika orbit yake ya nje. Hii ya kushiriki electrons hutengeneza bonds za covalent.

Kila atom wa semiconductor hutengeneza bonds watano za covalent na atom watano zinazojirani katika kristali. Hiyo ni, bond moja ya covalent hutengenezwa kwa kila moja ya atom watano zinazojirani za semiconductor. Picha ifuatayo inaonyesha bonds za covalent zilizotengenezwa katika kristali ya germanium.

Katika kristali ya germanium, kila atom ana electrons watano katika orbit yake ya mwisho. Lakini katika atom moja ya germanium yenye uzito, yanapowahi, yanapatikana electrons watathatu. Orbit ya kwanza ina electrons watano. Orbit ya pili ina electrons watano. Orbit ya tatu ina electrons watathatu na electrons watano wananezi wanakokwa katika orbit ya nne au ya nje.

Lakini katika kristali ya germanium, kila atom huushiriki electrons watano wa valence kutoka kwa atom watano zinazojirani ili kukukua orbit yake ya nje na electrons watano. Kwa njia hiyo, kila moja ya kristali itakuwa na electrons watano katika orbit yake ya nje.

Kutengeneza bonds za covalent huchangia electrons kila moja kwa atom, bila electrons wala watafsiri. Atom zinaelekezwa kwa utaratibu kwa sababu ya bonds hizo, kutengeneza muktadha wa kristali wa semiconductor.

Teoria ya Energy Band

Semiconductors yana energy gap ndogo kati ya valence band na conduction band, kunawezesha electrons kupanda na kuteleza mawimbi wakati energy inatumika.

Aina za Semiconductors

• Intrinsic Semiconductor

• Extrinsic Semiconductor

• N-type na P-type Semiconductor