Полупроводниковые приборы - Введение

Широко известно, что расстояние ядра от электрона конкретного атома не равно. Обычно электроны вращаются по четко определенной орбите. Определенное количество электронов может удерживаться только внешней оболочкой или орбитой. На электрическую проводимость атома влияют в основном электроны внешней оболочки. Эти электроны во многом определяют электрическую проводимость.

Проводники и изоляторы

Электропроводность - это результат нерегулярного или неконтролируемого движения электронов. Эти движения делают определенные атомы хорошимиelectrical conductors. Материал с таким типом атомов имеет много свободных электронов на внешней оболочке или орбите.

Для сравнения insulating materialимеет относительно небольшое количество свободных электронов. Следовательно, электроны внешней оболочки изоляторов стремятся прочно удерживать свое место и почти не пропускают через нее ток. Следовательно, в изоляционном материале имеет место очень низкая электропроводность.

Полупроводники

Между проводниками и изоляторами существует третья классификация атомов (материалов), известная как полупроводники. Как правило, проводимость полупроводника находится между проводимостью металлов и изоляторов. Однако при абсолютной нулевой температуре полупроводник также действует как идеальный изолятор.

Silicon и germaniumявляются наиболее известными полупроводниковыми элементами. Оксид меди, сульфид кадмия и арсенид галлия - это некоторые другие часто используемые полупроводниковые соединения. Эти материалы обычно относятся к элементам типа IVB. Такие атомы имеют четыре валентных электрона. Если они могут отдать четыре валентных электрона, стабильность может быть достигнута. Этого также можно добиться, приняв четыре электрона.

Устойчивость атома

Концепция стабильности атома - важный фактор в статусе полупроводниковых материалов. Максимальное количество электронов в валентной зоне - 8. Когда в валентной зоне ровно 8 электронов, можно сказать, что атом стабилен. Вstable atom, связь валентных электронов очень жесткая. Эти типы атомов - отличные изоляторы. В таких атомах свободные электроны недоступны для электропроводности.

Примерами стабилизированных элементов являются такие газы, как аргон, ксенон, неон и криптон. Из-за своих свойств эти газы не могут быть смешаны с другими материалами и обычно известны какinert gases.

Если количество валентных электронов на внешней оболочке меньше 8, то атом называется нестабильным, т.е. атомы, имеющие менее 8 валентных электронов, нестабильны. Они всегда пытаются заимствовать или отдавать электроны у соседних атомов, чтобы стать стабильными. Атомы на внешней оболочке с 5, 6 или 7 валентными электронами имеют тенденцию заимствовать электроны у других атомов для достижения стабильности, в то время как атомы с одним, двумя или тремя валентными электронами имеют тенденцию передавать эти электроны другим соседним атомам.