Halbleiterbauelemente - Einführung

Es ist weithin zu sehen, dass der Abstand eines Kerns vom Elektron eines bestimmten Atoms nicht gleich ist. Normalerweise drehen sich Elektronen in einer genau definierten Umlaufbahn. Eine bestimmte Anzahl von Elektronen kann nur durch äußere Hülle oder Umlaufbahn gehalten werden. Die elektrische Leitfähigkeit eines Atoms wird hauptsächlich von den Elektronen der Außenhülle beeinflusst. Diese Elektronen haben viel mit der elektrischen Leitfähigkeit zu tun.

Leiter und Isolatoren

Die elektrische Leitung ist das Ergebnis einer unregelmäßigen oder unkontrollierten Bewegung von Elektronen. Diese Bewegungen bewirken, dass bestimmte Atome gut sindelectrical conductors. Ein Material mit einer solchen Art von Atomen hat viele freie Elektronen in seiner äußeren Hülle oder Umlaufbahn.

Vergleichsweise ein insulating materialhat eine relativ kleine Anzahl von freien Elektronen. Folglich neigen die Außenhüllenelektronen von Isolatoren dazu, ihren Platz festzuhalten und lassen kaum Strom durch sie fließen. Daher findet in einem Isoliermaterial eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit statt.

Halbleiter

Zwischen Leitern und Isolatoren gibt es eine dritte Klassifizierung von Atomen (Material), die als Halbleiter bekannt sind. Im Allgemeinen liegt die Leitfähigkeit eines Halbleiters zwischen den Leitfähigkeiten von Metallen und Isolatoren. Bei einer Temperatur von absolut Null wirkt der Halbleiter jedoch auch wie ein perfekter Isolator.

Silicon und germaniumsind die bekanntesten Halbleiterelemente. Kupferoxid, Cadmiumsulfid und Galliumarsenid sind einige andere Halbleiterverbindungen, die häufig verwendet werden. Diese Arten von Material werden im Allgemeinen als Elemente des Typs IVB klassifiziert. Solche Atome haben vier Valenzelektronen. Wenn sie vier Valenzelektronen abgeben können, kann Stabilität erreicht werden. Dies kann auch durch Aufnahme von vier Elektronen erreicht werden.

Stabilität eines Atoms

Das Konzept der Stabilität eines Atoms ist ein wichtiger Faktor für den Status von Halbleitermaterialien. Die maximale Anzahl von Elektronen im Valenzband beträgt 8. Wenn sich genau 8 Elektronen im Valenzband befinden, kann gesagt werden, dass das Atom stabil ist. In einemstable atomist die Bindung von Valenzelektronen sehr starr. Diese Arten von Atomen sind ausgezeichnete Isolatoren. In solchen Atomen stehen keine freien Elektronen für die elektrische Leitfähigkeit zur Verfügung.

Beispiele für stabilisierte Elemente sind Gase wie Argon, Xenon, Neon und Krypton. Aufgrund ihrer Eigenschaften können diese Gase nicht mit anderen Materialien gemischt werden und sind allgemein bekannt alsinert gases.

Wenn die Anzahl der Valenzelektronen in der Außenhülle weniger als 8 beträgt, wird das Atom als instabil bezeichnet, dh die Atome mit weniger als 8 Valenzelektronen sind instabil. Sie versuchen immer, Elektronen von den benachbarten Atomen auszuleihen oder abzugeben, um stabil zu werden. Atome in der Außenhülle mit 5, 6 oder 7 Valenzelektronen neigen dazu, Elektronen von anderen Atomen zu leihen, um Stabilität zu suchen, während Atome mit einer, zwei oder drei Valenzelektronen dazu neigen, diese Elektronen an andere nahegelegene Atome abzugeben.