نيمه هادي ها و ساختمان داخلي آنها

نيمه هادي ها عناصري هستند كه از لحاظ هدايت ، ما بين هادي و عايق قرار دارند، و مدار آخر نيمه هاديها ، داراي 4 الكترون مي‌باشد.

ژرمانيم و سيليكون دو عنصري هستند كه خاصيت نيمه هادي ها را دارا مي‌باشند و به دليل داشتن شرايط فيزيكي خوب ، براي ساخت نيمه هادي ديود ترانزيستور ، آي سي (IC ) و .... مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

ژرمانيم داراي عدد اتمي‌32 مي‌باشد .

اين نيمه هادي ، در سال 1886 توسط ونيكلر[1] كشف شد.

اين نيمه هادي ، در سال 1810توسط گيلوساك[2] و تنارد[3] كشف شد. اتمهاي نيمه هادي ژرمانيم و سيليسيم به صورت يك بلور سه بعدي است كه با قرار گرفتن بلورها در كنار يكديگر ، شبكه كريستالي آنها پديد مي‌آيد .

اتم هاي ژرمانيم و سيليسيم به دليل نداشتن چهار الكترون در مدار خارجي خود تمايل به دريافت الكترون دارد تا مدار خود را كامل نمايد. لذا بين اتم هاي نيمه هادي فوق ، پيوند اشتراكي برقرار مي‌شود.

بر اثر انرژي گرمائي محيط اطراف نيمه هادي ، پيوند اشتراكي شكسته شده و الكترون آزاد مي‌گردد. الكترون فوق و ديگر الكترون هائي كه بر اثر انرژي گرمايي بوجود مي‌آيد در نيمه هادي وجود دارد و اين الكترون ها به هيچ اتمي‌وابسته نيست.

د ر مقابل حركت الكترون ها ، حركت ديگري به نام جريان در حفره ها كه داراي بار مثبت مي‌باشند، وجود دارد. اين حفره ها، بر اثر از دست دادن الكترون در پيوند بوجود مي‌آيد.

بر اثر شكسته شدن پيوندها و بو جود آمدن الكترون هاي آزاد و حفره ها ، در نيمه هادي دو جريان بوجود مي‌آيد.جريان اول حركت الكترون كه بر اثر جذب الكترون ها به سمت حفره ها به سمت الكترون ها بوجود خواهد آمد و جريان دوم حركت حفره هاست كه بر اثر جذب حفره ها به سمت الكترون ها بوجود مي‌آيد. در يك كريستال نيمه هادي، تعداد الكترونها و حفره ها با هم برابرند ولي حركت الكترون ها و حفره ها عكس يكديگر مي‌باشند.