Szerkezeti félvezetők

Tankönyv: 2.1
Példatár: -

A legfontosabb félvezető anyagok a periódusos rendszer IV. A főcsoportjában találhatók: Ge, Si.

Ezeknek az elemeknek a vegyértékhéján négy elektron található. Félvezető anyag esetén a kristályrácsban az elemek kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. A kristályszerkezet alapegysége a tetraéder: minden atomot másik négy atom vesz körül. Ezt szerkezetet síkban egy rácsszerkezettel ábrázolhatjuk.

A félvezető anyagokat fizikai, kémiai tisztítás segítségével állítják elő. A valóságos kristály mindig tartalmaz szennyezést, illetve rácshibát, melyek megnövelik az anyag vezetőképességét.

Félvezetők sajátvezetése

A félvezető anyagokban már szobahőmérsékleten átlépik a vegyértékelektronok a tiltott sávot, és átkerülnek a vezetési sávba. A kiszabaduló elektron egy elektronhiányt: lyukat hagy maga után. Ez a lyuk a szomszédos kötésből kiszakít egy elektront, ami szintén egy lyukat hagy maga után. A félvezetők sajátvezetését a külső hőmérséklet hatására keletkező elektron-lyuk párok okozzák.

Ha egy szabad elektron találkozik egy pozitív töltésű lyukkal, akkor a töltéshordozók rekombinálódnak. A félvezetők vezetőképessége exponenciálisan növekszik a hőmérséklettel.