La conducibilità elettrica di una sostanza è determinata dalla struttura atomica. I conduttori sono generalmente a basso costo elementi e loro elettroni ultraperiferiche sono facilmente staccati dal nucleo in elettroni liberi, che producono il movimento direzionale sotto l'azione di un campo elettrico esterno per formare una corrente elettrica. Elementi ad alto prezzo (ad esempio gas inerti) o sostanze ad alto peso molecolare (ad esempio di gomma), i loro elettroni ultraperiferiche sono fortemente influenzati da atomi e forze obbligatorie ed è difficile diventare elettroni liberi, così la conducibilità è estremamente povera e diventa un isolante. I materiali comunemente utilizzati semiconduttori, silicio (Si) e germanio (Ge), sono elementi tetravalenti, e loro elettroni ultraperiferiche sono facili da rompere il nucleo come conduttori, né così stretti come gli isolatori sono vincolati al nucleo. La conducibilità è da qualche parte in mezzo.
Il semiconduttore puro è fatto in un singolo cristallo attraverso un determinato processo. Questo è il semiconduttore intrinseco. Gli atomi nel cristallo formano un cuscino ben allineato nello spazio, e gli atomi adiacenti formano legami covalenti.
Il legame covalente nel cristallo ha una forza di legame forte. Di conseguenza, a temperatura normale, solo un piccolo numero di elettroni di valenza ottenere sufficiente energia a causa di thermal movimento (eccitazione termica), quindi liberarsi dal legame covalente in un elettrone libero. . Il mio collega, lasciando un buco nel legame covalente. Un atomo è caricato positivamente dalla perdita di un elettrone di Valenza, o il foro è caricato positivamente. Nel semiconduttore intrinseco, fori ed elettroni liberi sembrano essere accettato, cioè, il numero di elettroni liberi e lacune è uguale.
Se un elettrone libero si imbatte in un buco nel processo di movimento, si riempiono la cavità e fare che entrambi scompaiono allo stesso tempo. Questo fenomeno è chiamato conformità. Ad una certa temperatura, l'eccitazione intrinseca produce un elettrone libero e la coppia di foro che è uguale a numero per l'elettrone libero corrispondente e coppie lacuna, ottenendo così equilibrio dinamico.
Teoria a bande:
1. quando gli elettroni in un singolo atomo si muovono intorno a un nucleo, gli elettroni in ogni orbita ogni hanno un'energia specifica;
2. il più vicino all'orbita del nucleo, minore l'energia dell'elettrone;
3. per il principio di minima energia, gli elettroni hanno sempre il più basso livello di energia.
4. la banda di energia occupata dagli elettroni di valenza è chiamata la banda di Valenza.
5. c'è una banda proibita sopra la banda di Valenza. Non esiste un livello di energia occupato dagli elettroni nella banda proibita.
6. la zona proibita IQ è la banda di conduzione. Il livello di energia nella banda di conduzione è il livello di energia che l'elettrone libero può occupare quando l'elettrone prezzo rompe il legame covalente.
7. la larghezza di banda proibita è espresso da Eg, e il valore è legato a fattori come il materiale del semiconduttore e la temperatura a cui è disposto.