Pásová teorie látek Hrušovská, SPŠ ST Panská.

Prezentace na téma: "Pásová teorie látek Hrušovská, SPŠ ST Panská."— Transkript prezentace:

1 Pásová teorie látek Hrušovská, SPŠ ST Panská

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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