Полупроводник

Из Википедије, слободне енциклопедије

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.

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 (eV). 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 наелектисања 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 носице наелектрисања које заједно са електронима учествују у провођењу електричне струје.

Електрони су, као што је познато, негативна налектрисања па њих зовемо негативним носиоцима наелетрисања, док су шупљине места на којима се заправо налази позитиван јон па њих називамо позитивним носиоцима наелектрисања. Концентрацију позитивних носилаца означићемо латиничним словом p а концентрацију негативних носилаца са латиничним словом n. Код чистог полупроводника сваки слободан електон оставља за собом шупљину тако да је код чистих полупроводника p = n концентрација слободних електрона једнака концентрацији шупљина. Чисти полупроводници представљају тек полазну основу у изради електронских компоненти.

Чистим полупроводницима се додају примесе (нечистоће) како би добили полупроводнике p односно n типа. Процес у коме се чистом полупроводнику додају примесе назива се допирање.

Полупроводник n-типа[уреди]

Код полупроводника n-типа додате су донорске примесе. Донорска примеса има електрон вишка који не учествује у везама са околним атомима полупроводника тако да се захваљујући њима ствара вишак негативних наелектрисања у полупроводнику. Код полупроводника n-типа електрони представљају тзв. већинске носиоце наелектрисања а шупљине мањинске носиоце.

Полупроводник p-типа[уреди]

Код полупроводника p-типа додате су акцепторске примесе. Акцепторска примеса има мањак електрона тако да она генерише шупљину и на тај начин се ствара вишак шупљина тј. позитивних наелектрисања у полупроводнику. Код полупроводника p-типа шупљине представљају већинске носиоце наелектрисања а електрони мањинске носиоце.

Када имамо полупроводнике p и n типа њиховим спајањем добија се PN спој и на тај начин се добија диода. Од полупроводних матаријала се праве све активне електронске компоненте.

Најзначајнији представници полупроводних материјала су силицијум (Si), германијум (Ge) и галијум-арсенид (GaAs).

Спољашње везе[уреди]

Викиостава
Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Полупроводник