Conductivitatea electrică a unei substanțe este determinată de structura atomică. Conductorii sunt în general elemente cu costuri scăzute, iar electronii lor cei mai îndepărtați sunt detașați cu ușurință de nucleu în electroni liberi, care produc mișcare de direcție sub acțiunea unui câmp electric extern pentru a forma un curent electric. Elementele la prețuri ridicate (cum ar fi gazele inerte) sau substanțele moleculare înalte (cum ar fi cauciucul), electronii lor cei mai îndepărtați sunt puternic afectați de atomi și forțe de legare și este dificil să devină electroni liberi, un izolator. Materialele semiconductoare folosite în mod obișnuit, siliciul (Si) și germaniul (Ge), sunt elemente tetravalente, iar electronii lor cei mai exteriori nu sunt nici ușor de îndepărtat de nucleu ca dirijori, nici cât de strâmți sunt izolatorii legați de nucleu. Conductivitatea este undeva între ele.
Semiconductorul pur este transformat într-un singur cristal printr-un anumit proces. Acesta este semiconductorul intrinsec. Atomii din cristal formează o pernă bine aliniată în spațiu, iar atomii adiacenți formează legături covalente.
Legătura covalentă din cristal are o forță puternică de legare. Prin urmare, la temperatură normală, doar un număr foarte mic de electroni de valență obțin suficientă energie datorită mișcării termice (excitație termică), prin aceasta eliberându-se de legătura covalentă într-un electron liber. . Colegul meu, lăsând o groapă în legătura covalentă. Un atom este încărcat pozitiv de pierderea unui electron de valență sau gaura este încărcată pozitiv. În semiconductorul intrinsec, electronii și găurile libere par să fie acceptate, adică numărul de electroni și găuri libere este egal.
Dacă un electron liber întâlnește o gaură în procesul de mișcare, acesta va umple cavitatea și va face ca ambele să dispară în același timp. Acest fenomen se numește conformitate. La o anumită temperatură, excitația intrinsecă produce o pereche liberă de electroni și gauri care este egală cu numărul de perechi de electroni și perechi de orificii care se potrivesc, obținând astfel un echilibru dinamic.
Teoria benzilor:
1. Când electronii dintr-un singur atom se mișcă în jurul unui nucleu, electronii din fiecare orbită au fiecare o energie specifică;
2. Cu cât este mai aproape de orbita nucleului, cu atât energia electronului este mai mică;
3. În conformitate cu principiul energiei minime, electronii au întotdeauna cel mai scăzut nivel de energie.
4. Banda de energie ocupată de electronii de valență se numește banda de valență.
5. Există o bandă interzisă deasupra banda de valență. Nu există niciun nivel de energie ocupat de electroni în banda interzisă.
6. Zona interzisă IQ este banda de conducere. Nivelul de energie din banda de conducție este nivelul de energie pe care îl poate ocupa electronul liber atunci când electronul de preț se îndepărtează de legătura covalentă.
7. Lățimea benzii interzise este exprimată de Eg și valoarea sa este legată de factori precum materialul semiconductorului și temperatura la care este plasat.