Ano ang Pisika ng Semiconductor?

Ano ang Pisika ng Semiconductor?

Pangangailangan sa Paglalarawan ng Pisika ng Semiconductor

Ang pisika ng semiconductor ay inilalarawan bilang pag-aaral ng mga materyales na may elektrikal na konduktibidad na nasa gitna ng mga conductor at insulator, pangunihin na kinasasangkutan ng mga elemento tulad ng silicon at germanium.

Mga Katangian ng Semiconductors

Ang mga semiconductor ay may katamtamang resistividad at negatibong temperature coefficient of resistance, ibig sabihin ang kanilang resistansiya ay bumababa habang tumaas ang temperatura.

Covalent Bonding

Ang mga valence electrons sa mga semiconductor atoms ay gumagampan ng mahalagang papel sa pagbabandili ng mga atom sa semiconductor crystal. Ang pagbabandili ng mga atom ay nangyayari dahil bawat atom ay may tendensiyang punuin ang kanyang pinakapalabas na cell na may walong electrons.

Bawat semiconductor atom ay may apat na valence electrons at maaaring ibahagi ang apat na electrons mula sa kalapit na mga atom upang makumpleto ang walong electrons sa kanyang pinakapalabas na shell. Ang pagbabahagi ng electrons na ito ay lumilikha ng covalent bonds.

Bawat semiconductor atom ay lumilikha ng apat na covalent bonds kasama ang apat na kalapit na mga atom sa crystal. Ibig sabihin, isang covalent bond ay nilikha sa bawat isa sa apat na kalapit na semiconductor atom. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng covalent bonds na nabuo sa isang germanium crystal.

Sa germanium crystal, bawat atom ay may walong electrons sa kanyang huling orbit. Ngunit sa isang hiwalay na single germanium atom, may 32 electrons. Ang unang orbit ay binubuo ng 2 electrons. Ang ikalawang orbit ay binubuo ng 8 electrons. Ang ikatlong orbit ay binubuo ng 18 electrons at ang natitirang 4 electrons ay nasa ika-apat o pinakapalabas na orbit.

Ngunit sa isang germanium crystal, bawat atom ay ibinabahagi ang 4 valence electrons mula sa apat na kalapit na mga atom upang punuin ang kanyang pinakapalabas na orbit na may walong electrons. Sa ganitong paraan, bawat isa sa kanila sa crystal ay magkakaroon ng walong electrons sa kanyang pinakapalabas na orbit.

Ang pagbuo ng covalent bonds ay nauugnay ang bawat valence electron sa isang atom, walang libreng electrons sa isang ideal na semiconductor crystal. Ang mga atom ay maayos na nakalinya dahil sa mga bonds na ito, lumilikha ng crystal structure ng isang semiconductor.

Teorya ng Energy Band

Ang mga semiconductor ay may maliit na energy gap sa pagitan ng valence at conduction bands, na nagbibigay-daan sa mga electrons na makilos at mag-conduct ng kuryente kapag inilapat ang enerhiya.

Mga Uri ng Semiconductors

• Intrinsic Semiconductor

• Extrinsic Semiconductor

• N-type at P-type Semiconductor