Σε θερμοκρασία δωματίου, ένα ημιαγωγικό υλικό είναι ελαφρώς αγώγιμο. Η αγώγιμη ιδιότητα των ημιαγωγών αποτελεί τη βάση για να κατανοήσουμε πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα υλικά σε ηλεκτρικές συσκευές.
Τι είναι οι ημιαγωγοί σε θερμοκρασία δωματίου;
Σε θερμοκρασία δωματίου, ένας ημιαγωγός έχει αρκετά ελεύθερα ηλεκτρόνια για να του επιτρέψει να άγει το ρεύμα. Στο απόλυτο μηδέν ή κοντά στο απόλυτο μηδέν ένας ημιαγωγός συμπεριφέρεται σαν μονωτήρας. Όταν ένα ηλεκτρόνιο αποκτά αρκετή ενέργεια για να συμμετέχει στην αγωγιμότητα (είναι "ελεύθερο"), βρίσκεται σε κατάσταση υψηλής ενέργειας.
Τι είναι τα κοινά υλικά ημιαγωγών;
Ποια είναι τα πιο χρησιμοποιούμενα υλικά ημιαγωγών; Τα πιο χρησιμοποιούμενα υλικά ημιαγωγών είναι το πυρίτιο, το γερμάνιο και το αρσενίδιο του γαλλίου. Από τα τρία, το γερμάνιο ήταν ένα από τα πρώτα υλικά ημιαγωγών που χρησιμοποιήθηκαν.
Τι θερμοκρασία λειτουργούν οι ημιαγωγοί ως μονωτές;
Ένας ημιαγωγός λειτουργεί σαν ιδανικός μονωτήρας σε απόλυτο μηδέν θερμοκρασία δηλαδή στο μηδέν Κέλβιν. Είναι επειδή τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στη ζώνη σθένους των ημιαγωγών δεν θα φέρουν αρκετή θερμική ενέργεια για να ξεπεράσουν το απαγορευμένο ενεργειακό χάσμα στο απόλυτο μηδέν.
Γιατί ένας ημιαγωγός λειτουργεί ως μονωτής σε κανονική θερμοκρασία;
Οι ημιαγωγοί είναι ουσιαστικά μονωτές σε θερμοκρασίες δωματίου επειδή σχεδόν όλα τα ηλεκτρόνια σθένους εμπλέκονται στο σχηματισμόομοιοπολικοί δεσμοί και υπάρχουν πρακτικά πολύ λίγα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Σε χαμηλή θερμοκρασία η ζώνη σθένους ενός ημιαγωγού είναι πλήρως γεμάτη και η ζώνη αγωγιμότητας είναι εντελώς άδεια.
