Poluprovodnik

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Skoči na: navigacija, pretraga

Poluprovodnik je materijal koji ima neka svojstva provodnika i svojstva izolatora. U zavisnosti od uslova u kojima se nalazi kao i od primesa tj. nečistoća u njemu, mogu preovladati svojstva provodnika odnosno izolatora.

Veličina koja karakteriše poluprovodne materijale je energetski procep. Energetski procep je razlika između valentnog i provodnog nivoa atoma koji sačinjavaju poluprovodni materijal i predstavlja energiju potrebnu da elektron iz valentnog nivoa pređe u provodni nivo, tj. da napusti matični atom. Jedinica koja se u praksi koristi za karakterizaciju energetskog procepa je elektronvolt (eV). Poluprovodni materijali imaju energetski procep od nekoliko elektronvolti do nekoliko desetina elektronvolti.

Na niskim temperaturama elektroni u valentnom nivou nemaju dovoljnu energiju da savladaju energetski procep tako da su svi vezani za atome pa se tada čist poluprovodnik ponaša kao izolator. Međutim već na sobnoj temperaturi jedan deo elektrona na valentnom nivou ima dovoljnu energiju da savlada energetski procep i pređe na provodni nivo tj. da napusti matični atom. Kada elektron napusti atom na njegovom mestu ostaje upražnjeno mesto koje nazivamo šupljina a ceo atom predstavlja pozitivan jon. Na ovaj način dolazimo do pojma nosioca naelektrisanja u poluprovodniku. Naime kod provodnika nosioci naelektisanja su slobodni elektroni. Međutim iako u čisto fizičkom smislu isto važi i za poluprovodnike kod njih radi lakšeg objašnjavanja procesa koji se dešavaju unutar poluprovodnika uvodimo i šupljine kao nosice naelektrisanja koje zajedno sa elektronima učestvuju u provođenju električne struje.

Elektroni su, kao što je poznato, negativna nalektrisanja pa njih zovemo negativnim nosiocima naeletrisanja, dok su šupljine mesta na kojima se zapravo nalazi pozitivan jon pa njih nazivamo pozitivnim nosiocima naelektrisanja. Koncentraciju pozitivnih nosilaca označićemo latiničnim slovom p a koncentraciju negativnih nosilaca sa latiničnim slovom n. Kod čistog poluprovodnika svaki slobodan elekton ostavlja za sobom šupljinu tako da je kod čistih poluprovodnika p = n koncentracija slobodnih elektrona jednaka koncentraciji šupljina. Čisti poluprovodnici predstavljaju tek polaznu osnovu u izradi elektronskih komponenti.

Čistim poluprovodnicima se dodaju primese (nečistoće) kako bi dobili poluprovodnike p odnosno n tipa. Proces u kome se čistom poluprovodniku dodaju primese naziva se dopiranje.

Poluprovodnik n-tipa[uredi]

Kod poluprovodnika n-tipa dodate su donorske primese. Donorska primesa ima elektron viška koji ne učestvuje u vezama sa okolnim atomima poluprovodnika tako da se zahvaljujući njima stvara višak negativnih naelektrisanja u poluprovodniku. Kod poluprovodnika n-tipa elektroni predstavljaju tzv. većinske nosioce naelektrisanja a šupljine manjinske nosioce.

Poluprovodnik p-tipa[uredi]

Kod poluprovodnika p-tipa dodate su akceptorske primese. Akceptorska primesa ima manjak elektrona tako da ona generiše šupljinu i na taj način se stvara višak šupljina tj. pozitivnih naelektrisanja u poluprovodniku. Kod poluprovodnika p-tipa šupljine predstavljaju većinske nosioce naelektrisanja a elektroni manjinske nosioce.

Kada imamo poluprovodnike p i n tipa njihovim spajanjem dobija se PN spoj i na taj način se dobija dioda. Od poluprovodnih matarijala se prave sve aktivne elektronske komponente.

Najznačajniji predstavnici poluprovodnih materijala su silicijum (Si), germanijum (Ge) i galijum-arsenid (GaAs).

Spoljašnje veze[uredi]

Vikiostava
Vikimedijina ostava ima još multimedijalnih datoteka vezanih za: Poluprovodnik