A vezetőképesség félvezetők
Félvezetők elektromos áramvezetés a vezetékek között, és elektromos szigetelő. Ez annak köszönhető, hogy az eloszlása az energiaszintet. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan keletkezik a félvezető vezetőképessége, úgy az energia diagramja egy izolált atom.
Kvantummechanikából ismert, hogy az atomi elektronok csak diszkrét (bizonyos) értékek az energia, és ezért csak bizonyos energiaszintet.
Hiányában a külső hatások, az alacsonyabb energia szinten tele. Az elektronok, amelyek a számukra, hogy egy alacsonyabb energia, mint azok található felső szintre. De ha valahogy tájékoztatni energiájú elektronok, mint a termikus hatás, az elektronok kaptak az energia nem lesz képes, hogy továbbra is az alacsonyabb szinteken, és mozog a tetején. Ebben az esetben, az atom fog átmenet gerjesztett állapotban. Ha egy kellően nagy mennyiségű energiát, az elektronok hagyhatnak, és nem kapcsolódik, és így, hogy ionizálja.
De atomok az anyag, nem lehet az egyik. Ez szoros kapcsolatban van más atomok. Abban a csoportban, az atomok (például, egy csoport 4 atomok) kölcsönhatásba lépnek egymással, amellyel a energiaszintek tolódnak és kialakítva alrétegek. Ezek alrétegek képezik egy úgynevezett engedélyezett zóna, és a Földalatti szintek száma az ugyanazon a területen, egyenlő a atomok száma a csoportban. A fémek, amelyek kristályrács, a atomok száma a csoportban nagy, így a megengedett területen is nagy.
Az energia mennyisége között a megengedett sáv az úgynevezett tiltott terület. Sőt, ez a tiltott sáv a vezetékeket el lehet hagyni, csak azért, mert a nagy felbontású területen. Ezért az energia diagramja tömör vezetékek. Ebből arra lehet következtetni, hogy a több, az atomok száma a csoportban, annál nagyobb a megengedett sávban, és a nagyobb az elektronok száma, amely szabadon mozoghat a kristály, és hozzon létre egy elektromos áram. Az a tény, hogy van egy tiltott területre osztja valamennyi felhasznált anyag a vezetési típusú három típusba - Vezetők, félvezetők és szigetelők.
Az energia diagram mutatja a felső megengedett terület van, amelyek között a tiltott sávban. Ahol az alsó sáv az úgynevezett vegyérték sávban, a vezetési sáv és a felső.
Mivel fémek A tiltott sávban lényegében hiányzik, ez elegendő ahhoz, hogy tájékoztassa egy kis részét az energia az elektronok a vegyérték sáv, úgy, hogy átmentek a vezetési sávban. A félvezetők, más a helyzet. Az sávú tartományban 0,1-3 eV, azonban a vezetőképessége rosszabb, mint a vezetők. És dielektrikumokon sávú tartományban 4-10 eV és a vezetőképessége a rendkívül kicsi.
Nézzük meg, mi történik belül a szilícium kristály. Emlékezzünk, hogy a szilícium-atom négy vegyérték elektronok, ezáltal kovalens kötést négy szomszédos atomokban.
Ahogy a hőmérséklet emelkedik, az elektron energiát kap, amely elég ahhoz, hogy „ugrás” a vegyértéksáv a vezetési sávban, és el van választva az atom. Elkezdi mozoghat a kristály, és vegyenek részt a kölcsönhatás más atomok. Azon a ponton, ahol az elektron ment, maradt kompenzált pozitív töltés - egy lyuk. Helyett a lyuk jön egy másik elektron így kovalens kötés helyreáll egy helyen, de törve a másik. Így a lyukat mozgatjuk a kristály, és ez mozgatja ellentétes mozgását elektronok. A mozgás az elektronok és a lyukak a félvezető tiszta úgynevezett intrinsic vezetőképesség.
A folyamat kialakulásának új média nevű termogeneratsiey. De előfordulhat, hogy a szabad elektron kerül a helyére a lyukba, úgy, hogy nem lesz - rekombináció. A dinamikus egyensúlyi eredményül kapott szám a vivők száma rekombinálódnak.