Huonelämpötilassa puolijohdemateriaali on hieman johtavaa. Puolijohteiden johtavuus muodostaa perustan ymmärrykselle, kuinka voimme käyttää näitä materiaaleja sähkölaitteissa.
Mitä ovat puolijohteet huoneenlämpötilassa?
Huonelämpötilassa puolijohteessa on tarpeeksi vapaita elektroneja, jotta se voi johtaa virtaa. Absoluuttisessa nollassa tai lähellä sitä puolijohde käyttäytyy kuin eriste. Kun elektroni saa tarpeeksi energiaa osallistuakseen johtamiseen (on "vapaa"), se on korkean energian tilassa.
Mitä ovat yleisimmät puolijohdemateriaalit?
Mitkä ovat eniten käytetyt puolijohdemateriaalit? Eniten käytetyt puolijohdemateriaalit ovat pii, germanium ja galliumarsenidi. Näistä kolmesta germanium oli yksi varhaisimmista käytetyistä puolijohdemateriaaleista.
Missä lämpötiloissa puolijohteet toimivat eristeinä?
Puolijohde toimii ihanteellisena eristimenä absoluuttisessa nollalämpötilassa eli nollakelvinissä. Se johtuu siitä, että puolijohteiden valenssikaistan vapaat elektronit eivät kuljeta tarpeeksi lämpöenergiaa voittaakseen kielletyn energiaraon absoluuttisessa nollassa.
Miksi puolijohde toimii eristeenä tavallisessa lämpötilassa?
Puolijohteet ovat käytännössä eristeitä huoneenlämmössä, koska melkein kaikki valenssielektronit ovat mukanakovalenttisia sidoksia ja vapaita elektroneja on käytännössä hyvin vähän. Matalassa lämpötilassa puolijohteen valenssikaista on täysin täytetty ja johtavuuskaista täysin tyhjä.