Ledere, halvledere og isolatorer | Drøfteoppgave

Innhold
Energinivåer hos faste stoffer
Ledere, halvledere og isolatorer
Isolatorer
Halvledere
Leder
Temperatur og resistans
Isolatorer og halvledere
Leder
Strøm i halvledere

Utdrag
Bruker Silisium som eksempel. Har fire valenselektroner, slik at det dannes en krystallstruktur der hvert atom er bundet til fire andre atomer. Energigapet mellom valens- og ledningsbåndet er 1,1 eV. Ved romtemperatur vil en liten del av valenselektronene ha nok energi til å bli eksitert til ledningsbåndet.

Hvis vi kobler til en spenningskilde, begynner ledningselektronene å bevege seg, og det går en strøm gjennom halvlederen. Elektronene har negativ ladning og beveger seg derfor i motsatt retning av strømretningen. Vi sier at elektronet er en negativ ladningsbærer.

Når et valenselektron eksiteres til ledningsbåndet og begynner å bevege seg rundt i halvlederen, blir atomet som elektronet forlater stående igjen med netto positiv ladning. Atomet har nemlig fått færre elektroner enn protoner. Men atomet kan stjele et valenselektron fra et naboatom.

Dermed er det naboatomet som får den positive ladningen i stedet. Denne prosessen kan så gjenta seg, slik at det stadig er nye atomer som får den positive ladningen.

I stedet for å tenke på hele atomer med både elektroner og atomkjerner, er det enklere å bare se på posisjonen til den positive ladningen som «beveger» seg gjennom halvlederen. Vi kaller denne positive ladningen for et hull.

Vi kan tenke på hullet som en ladningsbærer som beveger seg på liknende måte som ledningselektronene. Men hullet har positiv ladning og beveger seg derfor i strømretningen, i motsatt retning av elektronene. Vi sier at hullet er en positiv ladningsbærer.

Få gratis tilgang til oppgaven

Last opp en av dine egne oppgaver og få tilgang til denne. Det tar bare 2 minutter