半導体デバイス-はじめに

特定の原子の電子からの原子核の距離は等しくないことが広く見られます。通常、電子は明確に定義された軌道で回転します。特定の数の電子は、外殻または軌道によってのみ保持できます。原子の電気伝導率は、主に外殻の電子の影響を受けます。これらの電子は、電気伝導率と大きく関係しています。

導体と絶縁体

電気伝導は、電子の不規則または制御されていない動きの結果です。これらの動きにより、特定の原子が良好になりますelectrical conductors。このようなタイプの原子を持つ材料は、その外殻または軌道に多くの自由電子を持っています。

比較すると、 insulating material自由電子の数は比較的少ないです。その結果、絶縁体の外殻電子はその場所をしっかりと保持する傾向があり、電流がほとんど流れないようにします。したがって、絶縁材料では、電気伝導率はほとんど発生しません。

半導体

導体と絶縁体の間には、半導体と呼ばれる原子（材料）の3番目の分類があります。一般に、半導体の導電率は、金属と絶縁体の導電率の間にあります。ただし、絶対零度では、半導体は完全な絶縁体のようにも機能します。

Silicon そして germanium最もよく知られている半導体要素です。酸化銅、硫化カドミウム、およびガリウムヒ素は、頻繁に使用される他の半導体化合物です。これらの種類の材料は、一般にタイプIVB要素として分類されます。このような原子には4つの価電子があります。それらが4つの価電子をあきらめることができれば、安定性を達成することができます。また、4つの電子を受け入れることによっても達成できます。

原子の安定性

原子の安定性の概念は、半導体材料の状態における重要な要素です。価電子帯の電子の最大数は8です。価電子帯にちょうど8つの電子がある場合、原子は安定していると言えます。でstable atom、価電子の結合は非常に堅固です。これらのタイプの原子は優れた絶縁体です。このような原子では、自由電子は電気伝導に利用できません。

安定化された元素の例は、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプトンなどのガスです。それらの特性のため、これらのガスは他の材料と混合することができず、一般にinert gases。

外殻の価電子の数が8未満の場合、原子は不安定であると言われます。つまり、価電子が8未満の原子は不安定です。彼らは常に、安定するために隣接する原子から電子を借りたり寄付したりしようとします。5、6、または7の価電子を持つ外殻の原子は、安定性を求めるために他の原子から電子を借りる傾向がありますが、1、2、または3の価電子を持つ原子は、これらの電子を他の近くの原子に放出する傾向があります。