Pásová teorie látek Hrušovská, SPŠ ST Panská
pásová teorie látek atomy jsou tak blízko, že valenční elektrony tvoří jednotný systém elektronů společný krystalu jako celku přesně definované energetické hladiny se interakcí mění na energetické pásy (=velký počet hladin vedle sebe) nejvyšší energetická hladina, kterou „volné“ elektrony obsazují, se nazývá Fermiho energie (Fermiho hladina) Hrušovská, SPŠ ST Panská
energetické pásy šířka několik eV vodivostní pás elektrony mohou mít pouze energie z pásu + Pauliho vylučovací princip (každý elektron musí být v jiném kvantovém stavu) aby látka vedla proud, musí některé elektrony přesunout do vyšších hladin → zakázaný pás nesmí být široký vodivostní pás Eg zakázaný pás valenční pás Hrušovská, SPŠ ST Panská
izolanty vodivostní pás valenční pás je zcela zaplněn velká šířka zakázaného pásu (Eg>3eV) pokud bychom přiložily silné pole (aby elektrony přešly) zničíme krystalickou mřížku (izolant se spálí, probije…) příklad: diamant má zakázaný pás 5,5 eV tj. 140 krát víc než kinetická energie volné částice při pokojové teplotě Eg zakázaný pás valenční pás Hrušovská, SPŠ ST Panská
vodiče vodivostní a valenční pás se překrývají nebo je vodivostní pás z poloviny obsazen a Eg<3eV stačí malá energie a elektrony se dostanou z valenčního do vodivostního pásu vodivostní pás valenční pás Hrušovská, SPŠ ST Panská
polovodiče – vlastní vodivost při T=0K – valenční pás zcela zaplněn a vodivostní pás je prázdný s rostoucí teplotou elektrony přeskočí roste vodivost elektron se uvolní = vznikne díra děrová vodivost vodivostní pás Eg zakázaný pás valenční pás Hrušovská, SPŠ ST Panská
polovodiče typu N kombinace prvků ze 4. a 5. skupiny prvek z 5. skupiny dá 1 elektron = donor elektron není volný (tzn. není ve vodivostní pásu) je v zakázaném pásu (stačí malá energie k uvolnění) donorové hladiny vodivostní pás zakázaný pás valenční pás
polovodiče typu P kombinace prvků ze 3. a 4. skupiny prvku 3. skupiny chybí 1 elektron = akceptor akceptorové hladiny – jsou blízko valenčního pásu (prázdné) můžou přijmout elektron ve valenčním pásu vzniknou díry vodivostní pás zakázaný pás valenční pás