Полупроводник
From Wikipedia, the free encyclopedia
Полупроводник је материјал који има нека својства проводника и својства изолатора. У зависности од услова у којима се налази као и од примеса тј. нечистоћа у њему, могу преовладати својства проводника односно изолатора.[1]
Величина која карактерише полупроводне материјале је енергетски процеп. Енергетски процеп је разлика између валентног и проводног нивоа атома који сачињавају полупроводни материјал и представља енергију потребну да електрон из валентног нивоа пређе у проводни ниво, тј. да напусти матични атом. Јединица која се у пракси користи за карактеризацију енергетског процепа је електронволт (). Полупроводни материјали имају енергетски процеп од неколико електронволти до неколико десетина електронволти.
На ниским температурама електрони у валентном нивоу немају довољну енергију да савладају енергетски процеп тако да су сви везани за атоме па се тада чист полупроводник понаша као изолатор. Међутим већ на собној температури један део електрона на валентном нивоу има довољну енергију да савлада енергетски процеп и пређе на проводни ниво тј. да напусти матични атом. Када електрон напусти атом на његовом месту остаје упражњено место које називамо шупљина а цео атом представља позитиван јон. На овај начин долазимо до појма носиоца наелектрисања у полупроводнику. Наиме код проводника носиоци наелектрисања су слободни електрони. Међутим иако у чисто физичком смислу исто важи и за полупроводнике код њих ради лакшег објашњавања процеса који се дешавају унутар полупроводника уводимо и шупљине као носиоце наелектрисања које заједно са електронима учествују у провођењу електричне струје.
Електрони су, као што је познато, негативна наелектрисања па њих зовемо негативним носиоцима наелектрисања, док су шупљине места на којима се заправо налази позитиван јон па њих називамо позитивним носиоцима наелектрисања. Концентрацију позитивних носилаца означићемо латиничним словом а концентрацију негативних носилаца са латиничним словом . Код чистог полупроводника сваки слободан електрон оставља за собом шупљину тако да је код чистих полупроводника концентрација слободних електрона једнака концентрацији шупљина. Чисти полупроводници представљају тек полазну основу у изради електронских компоненти.[2]
Чистим полупроводницима се додају примесе (нечистоће) како би добили полупроводнике односно типа. Процес у коме се чистом полупроводнику додају примесе назива се допирање.