물질의 전기 전도도는 원자 구조에 의해 결정됩니다. 도체는 일반적으로 값이 싼 요소이며, 가장 바깥 쪽의 전자는 핵에서 자유 전자로 쉽게 분리되어 외부 전자장의 작용으로 방향성을 발생시켜 전류를 형성합니다. 고가의 원소 (불활성 가스 등) 나 고분자 물질 (고무 등)의 경우, 가장 바깥 쪽의 전자는 원자와 결합력의 영향을 크게 받기 때문에 자유 전자가되기 어렵 기 때문에 전도율이 극히 낮아 절연체. 일반적으로 사용되는 반도체 재료 인 실리콘 (Si)과 게르마늄 (Ge)은 4가 원소이며, 가장 바깥 쪽 전자는 도체처럼 핵에서 쉽게 빠져 나가지도 않고 절연체만큼 단단하지도 않습니다. 전도도는 중간에 있습니다.
순수 반도체는 특정 공정을 통해 단결정으로 만들어진다. 이것이 내재 된 반도체입니다. 결정 속에있는 원자들은 우주에서 잘 정렬 된 베개를 형성하고, 인접한 원자들은 공유 결합을 형성한다.
결정 내의 공유 결합은 강한 결합력을 갖는다. 따라서, 상온에서, 극소수의 원자가 전자 만이 열 운동 (열 여기)으로 인해 충분한 에너지를 얻음으로써, 공유 결합으로부터 자유 전자를 자유롭게 끊어지게된다. . 제 동료는 공유 결합에 구멍을 남깁니다. 원자가는 원자가 전자의 손실에 의해 양으로 대전되거나, 정공이 양으로 대전된다. 고유 반도체에서 자유 전자와 정공은 받아 들여지는 것처럼 보입니다. 즉, 자유 전자와 정공의 수는 같습니다.
자유 전자가 운동 과정에서 구멍을 만나면 구멍을 채우고 동시에 두 전자가 사라집니다. 이 현상을 적합성이라고합니다. 특정 온도에서 고유의 여기는 일치하는 자유 전자 및 홀 쌍과 동일한 수의 자유 전자 및 홀 쌍을 생성하여 동적 평형을 이룬다.
밴드 이론 :
1. 단일 원자의 전자가 핵 주위를 이동할 때 각 궤도의 전자는 각각 특정 에너지를 갖습니다.
2. 코어의 궤도에 가까울수록 전자 에너지는 낮아진다.
3. 최소 에너지의 원리에 따르면, 전자는 항상 가장 낮은 에너지 수준을 갖는다.
4. 원자가 전자가 차지하는 에너지 밴드를 원자가 밴드라고합니다.
5. 원자가 밴드 위에 금지 된 밴드가있다. 금지 된 대역에서 전자가 차지하는 에너지 레벨은 없습니다.
금지 구역 IQ는 전도 밴드이다. 전도대의 에너지 준위는 가격 전자가 공유 결합으로부터 떨어져 나갈 때 자유 전자가 차지할 수있는 에너지 준위이다.
금 제대 폭은 예를 들면 Eg로 표시되며, 그 값은 반도체의 재료 및 그 온도와 같은 인자들과 관련된다.