* Energiband: I rena halvledare är energinivåerna för elektroner organiserade i band. Det finns ett fyllt valensband (där elektroner normalt är bundna) och ett tomt ledningsband (där elektroner fritt kan röra sig och leda elektricitet). Det finns ett gap i energi som kallas bandgapet mellan dessa två band.
* Bandgapet: Bandgapet är nyckeln. För att ett material ska leda elektricitet måste elektroner vara upphetsade i ledningsbandet. I rena halvledare är bandgapet relativt litet jämfört med isolatorer, men det är fortfarande tillräckligt stort för att elektroner behöver lite "push" för att hoppa upp.
* Temperatur och konduktivitet: Vid mycket låga temperaturer finns det inte tillräckligt med termisk energi för att väcka elektroner i ledningsbandet. Därför uppträder den rena halvledaren som en isolator. När temperaturen ökar ökar den tillgängliga termiska energin och fler elektroner kan hoppa bandgapet, vilket leder till en gradvis ökning av konduktiviteten.
Varför är halvledare användbara?
Medan de inte är lika ledande som metaller, är halvledare extremt användbara eftersom deras konduktivitet kan kontrolleras genom:
* Temperatur: Som nämnts ökar ökad temperatur konduktivitet.
* doping: Att lägga till föroreningar (doping) till halvledaren kan skapa extra elektroner (n-typ) eller hål (p-typ), och drastiskt förändra dess konduktivitet.
* Ljus: Vissa halvledare kan absorbera fotoner och locka elektroner, vilket gör dem mer ledande.
Sammanfattningsvis:
Rena halvledare är inte ledare vid mycket låga temperaturer. De fungerar som isolatorer på grund av bandgapet. Deras konduktivitet kan manipuleras av faktorer som temperatur och doping, vilket gör dem väsentliga i elektronik.
