Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom zijn semi -geleiders isolatoren bij gewone temperatuur?

Halfgeleiders zijn geen isolatoren bij gewone temperatuur . Ze zijn tussenliggende tussen geleiders en isolatoren in hun elektrische geleidbaarheid. Dit is waarom:

* Energiebanden: De sleutel tot het begrijpen van de geleidbaarheid van halfgeleiders ligt in de energiebanden van hun atomen. Elektronen in een vaste bezette verschillende energieniveaus gegroepeerd in banden:de valentieband (waar elektronen normaal gebonden zijn aan atomen) en de geleidingsband (waarbij elektronen vrij zijn om te bewegen en elektriciteit te leiden).

* energiekloof: Er is een kloof tussen deze bands genaamd de band gap . Deze kloof vertegenwoordigt de energie die nodig is voor een elektron om van de valentieband naar de geleidingsband te springen.

* isolatoren: Isolatoren hebben een grote bandspleet, waardoor het voor elektronen extreem moeilijk is om vrij te bewegen.

* dirigenten: Geleiders hebben een zeer kleine of niet -bestaande band kloof, waardoor elektronen gemakkelijk naar de geleidingsband kunnen gaan.

* halfgeleiders: Halfgeleiders hebben een matige band gap . Bij gewone temperaturen hebben sommige elektronen voldoende thermische energie om over de opening te springen en naar de geleidingsband te gaan, wat leidt tot beperkte geleidbaarheid.

Daarom vertonen halfgeleiders bij gewone temperaturen enige geleidbaarheid omdat enkele elektronen vrij kunnen bewegen. Hun geleidbaarheid is echter aanzienlijk lager dan die van geleiders.

Sleutelpunten:

* De geleidbaarheid van halfgeleiders neemt toe met toenemende temperatuur omdat meer elektronen voldoende energie krijgen om in de geleidingsband te springen.

* De eigenschappen van halfgeleiders zijn sterk afhankelijk van de aanwezigheid van onzuiverheden (doping) die hun geleidbaarheid kunnen verhogen of verminderen.

* Dit unieke gedrag maakt halfgeleiders ideaal voor gebruik in transistors, diodes en andere elektronische apparaten.