Γιατί οι ημι -αγωγοί είναι μονωτήρες σε συνηθισμένη θερμοκρασία;
* Ενεργειακές ζώνες: Το κλειδί για την κατανόηση της αγωγιμότητας των ημιαγωγών έγκειται στις ενεργειακές ζώνες των ατόμων τους. Τα ηλεκτρόνια σε ένα στερεό καταλαμβάνουν διακριτά επίπεδα ενέργειας που ομαδοποιούνται σε ζώνες:η ζώνη σθένους (όπου τα ηλεκτρόνια συνδέονται κανονικά με τα άτομα) και τη ζώνη αγωγιμότητας (όπου τα ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα να μετακινούνται και να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια).
* Energy Gap: Υπάρχει ένα χάσμα μεταξύ αυτών των συγκροτημάτων που ονομάζεται χάσμα ζώνης . Αυτό το χάσμα αντιπροσωπεύει την ενέργεια που απαιτείται για ένα ηλεκτρόνιο να πηδήσει από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας.
* μονωτήρες: Οι μονωτήρες έχουν ένα μεγάλο χάσμα ζώνης, καθιστώντας εξαιρετικά δύσκολο για τα ηλεκτρόνια να κινούνται ελεύθερα.
* Διευθυντές: Οι αγωγοί έχουν ένα πολύ μικρό ή ανύπαρκτο κενό ζώνης, επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να μετακινούνται εύκολα στη ζώνη αγωγιμότητας.
* ημιαγωγοί: Οι ημιαγωγοί έχουν μέτρια χάσμα ζώνης . Σε συνήθεις θερμοκρασίες, ορισμένα ηλεκτρόνια έχουν αρκετή θερμική ενέργεια για να μεταβούν στο κενό και να μετακινηθούν στη ζώνη αγωγιμότητας, οδηγώντας σε περιορισμένη αγωγιμότητα.
Επομένως, σε συνήθεις θερμοκρασίες, οι ημιαγωγοί παρουσιάζουν κάποια αγωγιμότητα λόγω λίγων ηλεκτρονίων που μπορούν να κινηθούν ελεύθερα. Ωστόσο, η αγωγιμότητά τους είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των αγωγών.
Βασικά σημεία:
* Η αγωγιμότητα των ημιαγωγών αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, επειδή περισσότερα ηλεκτρόνια κερδίζουν αρκετή ενέργεια για να μεταβούν στη ζώνη αγωγιμότητας.
* Οι ιδιότητες των ημιαγωγών εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την παρουσία ακαθαρσιών (ντόπινγκ) που μπορούν είτε να αυξήσουν είτε να μειώσουν την αγωγιμότητά τους.
* Αυτή η μοναδική συμπεριφορά καθιστά τους ημιαγωγούς ιδανικούς για χρήση σε τρανζίστορ, δίοδοι και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.
