1. Bahan-bahan boleh dibahagikan kepada 3 kumpulan mengikut sifat kekonduksian elektrik.
Bahan |
Kekonduksisan elektrik |
Kebebasan elektron |
Konduktor |
Paling baik |
Mempunyai banyak elektron untuk mengkonduksikan elektrik. |
Semikonduktor |
Sederhana |
Mempunyai sedikit elektron yang bergerak bebas. |
Penebat |
Lemah |
Mempunyai elektron yang terikat kuat kepada atomnya dan tidak dapat bergerak bebas untuk mengkonduksikan elektrik. |
1. Dari segi kekonduksian arus elektrik, bahan boleh dibahagi kepada konduktor, semikonduktor dan penebat.
2. Semikonduktor ialah bahan yang mempunyai sifat kekonduksian elektrik di antara konduktor logam dan penebat.
3. Contoh bahan semikonduktor yang digunakan dengan meluas dalam industri elektronik ialah silikon.
4. Contoh bahan semikonduktor yang lain termasuk germanium, indium antimida, galium arsenida dan plumbum sulfida.
5. Dalam semikonduktor terdapat dua jenis pembawa cas iaitu cas positif dan cas negatif. Pembawa cas positif dalam semikonduktor dikenali sebagai lohong, manakala pembawa cas negatif dikenali sebagai elektron.
6. Arus lohong adalah sentiasa bertentangan dengan arus elektron.
7. Pergerakan elektron dan pembentukan lohong boleh diterangkan dengan menggunakan teori jalur tenaga.
8. Kekonduksian elektrik semikonduktor bertambah apabila
(a)
suhunya bertambah.
Bilangan pembawa cas bertambah apabila suhunya bertambah.
(b) sedikit bendasing dicampurkan ke dalamnya. (Proses Pendopan)
9. Semikonduktor terdiri daripada jenis:
(a)
jenis-n
Pembawa cas majoriti ialah elektron (cas negatif)
(b)
jenis-p
Pembawa cas majoriti ialah lohong (cas positif)
Rajah 1
1. Suatu atom terpencil mempunyai paras-paras tenaga tertentu. Setiap paras tenaga diwakili oleh suatu garis mengufuk seperti dalam Rajah 1(a).
2. Apabila sebilangan besar atom disusun rapat seperti dalam hablur pepejal, paras tenaga itu disebarkan menjadi jalur tenaga seperti dalam Rajah 1(b). Terdapat dua jenis jalur tenaga iaitu jalur valens dan jalur konduksi.
3. Jalur valens ialah jalur yang diisi oleh elektron-elektron valens bertenaga rendah.
4. Jalur konduksi ialah jalur yang mengandungi elektron-elektron bebas yang bertenaga tinggi.
5. Jurang terlarang ialah jurang yang memisahkan jalur valens dan jalur konduksi.
6. Kekonduksian elektrik sesuatu bahan bergantung kepada susunan jalur-jalur seperti ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 2
7. Bahan konduktor mempunyai jalur konduksi dan jalur valens yang bertindih. Dengan itu, bahan konduktor mempunyai banyak elektron dalam jalur konduksi untuk mengalirkan elektrik.
8. Bahan penebat mempunyai jurang terlarang yang besar antara jalur konduksi dan jalur valens. Dengan itu, suatu penebat tidak mempunyai elektron dalam jalur konduksi untuk mengalirkan elektrik.
9. Bahan semikonduktor seperti germanium mempunyai jurang terlarang yang kecil antara jalur konduksi dan jalur valens. Pada keadaan biasa misalnya pada suhu rendah, suatu semikonduktor mempunyai sedikit elektron dalam jalur konduksi sahaja untuk mengalirkan elektrik.
10. Apabila suhu bertambah, lebih banyak elektron dari jalur valens akan teruja ke jalur konduksi. Kekonduksian elektrik semikonduktor akan bertambah.
11. Kekonduksian elektrik dalam semikonduktor adalah disebabkan oleh hanyutan elektron dalam jalur konduksi atau pergerakan lohong dalam jalur valens.