Semiconductor-devices-introduction

半導体デバイス-はじめに

特定の原子の電子から核までの距離は等しくないことが広く見られています。 通常、電子は明確に定義された軌道で回転します。 特定の数の電子は、外殻または軌道によってのみ保持できます。 原子の電気伝導度は、主に外殻の電子の影響を受けます。 これらの電子は、電気伝導度に大きく関係しています。

導体と絶縁体

電気伝導は、電子の不規則な動きまたは制御されていない動きの結果です。 これらの動きにより、特定の原子が良好な*電気伝導体*になります。 そのようなタイプの原子を持つ物質は、その外殻または軌道に多くの自由電子を持っています。

それに比べて、*絶縁材料*の自由電子の数は比較的少ない。 その結果、絶縁体の外殻電子はその位置をしっかりと保持する傾向があり、電流が流れることはほとんどありません。 したがって、絶縁材料では、電気伝導性はほとんど発生しません。

半導体

導体と絶縁体の間には、半導体と呼ばれる原子（材料）の3番目の分類があります。 一般に、半導体の導電率は、金属と絶縁体の導電率の間にあります。 ただし、絶対零度温度では、半導体は完全な絶縁体のようにも機能します。

• シリコン*および*ゲルマニウム*は最もよく知られている半導体素子です。 酸化銅、硫化カドミウム、およびヒ化ガリウムは、頻繁に使用される他の半導体化合物です。 これらの種類の材料は、通常、タイプIVB要素として分類されます。 このような原子には4つの価電子があります。 それらが4つの価電子をあきらめることができれば、安定性を達成できます。 また、4つの電子を受け入れることでも実現できます。

原子の安定性

原子の安定性の概念は、半導体材料の状態における重要な要素です。 価電子帯の電子の最大数は8です。 価電子帯にちょうど8個の電子がある場合、原子は安定していると言えます。 *安定した原子*では、価電子の結合は非常に硬直しています。 これらのタイプの原子は、優れた絶縁体です。 そのような原子では、自由電子は導電性に利用できません。

安定化された元素の例は、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプトンなどのガスです。 それらの特性により、これらのガスは他の材料と混合することができず、一般に*不活性ガス*として知られています。

外殻の価電子の数が8未満の場合、原子は不安定であると言われます。つまり、8未満の価電子を持つ原子は不安定です。 彼らは常に、隣接する原子から電子を借りたり、寄付したりして、安定するようにします。 5、6、または7の価電子を持つ外殻の原子は、安定性を求めるために他の原子から電子を借りる傾向がありますが、1、2、または3の価電子を持つ原子は、これらの電子を近くの原子に放出する傾向があります。