Dispositivi a semiconduttore - Introduzione

È ampiamente noto che la distanza di un nucleo dall'elettrone di un particolare atomo non è uguale. Normalmente, gli elettroni ruotano in un'orbita ben definita. Un numero particolare di elettroni può trattenere solo il guscio esterno o l'orbita. La conduttività elettrica di un atomo è influenzata principalmente dagli elettroni del guscio esterno. Questi elettroni hanno molto a che fare con la conduttività elettrica.

Conduttori e isolanti

La conduzione elettrica è il risultato di un movimento irregolare o incontrollato di elettroni. Questi movimenti fanno sì che alcuni atomi siano buonielectrical conductors. Un materiale con questo tipo di atomi ha molti elettroni liberi nel suo guscio esterno o orbita.

Comparativamente, un file insulating materialha un numero relativamente piccolo di elettroni liberi. Di conseguenza, gli elettroni del guscio esterno degli isolanti tendono a mantenere la loro posizione saldamente e difficilmente lasciano passare la corrente attraverso di essi. Pertanto, in un materiale isolante, si verifica pochissima conduttività elettrica.

Semiconduttori

Tra conduttori e isolanti, esiste una terza classificazione di atomi (materiale) nota come semiconduttori. In generale, la conduttività di un semiconduttore si trova tra le conduttività dei metalli e degli isolanti. Tuttavia, a temperatura zero assoluto, il semiconduttore agisce anche come un perfetto isolante.

Silicon e germaniumsono gli elementi semiconduttori più familiari. L'ossido di rame, il solfuro di cadmio e l'arseniuro di gallio sono alcuni altri composti semiconduttori usati frequentemente. Questi tipi di materiale sono generalmente classificati come elementi di tipo IVB. Tali atomi hanno quattro elettroni di valenza. Se possono rinunciare a quattro elettroni di valenza, la stabilità può essere ottenuta. Può anche essere ottenuto accettando quattro elettroni.

Stabilità di un atomo

Il concetto di stabilità di un atomo è un fattore importante nello stato dei materiali semiconduttori. Il numero massimo di elettroni nella banda di valenza è 8. Quando ci sono esattamente 8 elettroni nella banda di valenza, si può dire che l'atomo è stabile. In unstable atom, il legame degli elettroni di valenza è molto rigido. Questi tipi di atomi sono ottimi isolanti. In tali atomi, gli elettroni liberi non sono disponibili per la conduttività elettrica.

Esempi di elementi stabilizzati sono gas come Argon, Xenon, Neon e Krypton. A causa della loro proprietà, questi gas non possono essere miscelati con altri materiali e sono generalmente noti comeinert gases.

Se il numero di elettroni di valenza nel guscio esterno è inferiore a 8, allora si dice che l'atomo è instabile, cioè gli atomi che hanno meno di 8 elettroni di valenza sono instabili. Cercano sempre di prendere in prestito o donare elettroni dagli atomi vicini per stabilizzarsi. Gli atomi nel guscio esterno con 5, 6 o 7 elettroni di valenza tendono a prendere in prestito elettroni da altri atomi per cercare stabilità, mentre gli atomi con uno, due o tre elettroni di valenza tendono a rilasciare questi elettroni ad altri atomi vicini.