Nośnikiem ładunku jest dziura przewodząca lub swobodny elektron, który może swobodnie poruszać się w półprzewodniku . Zanim przejdziemy dalej, warto poznać półprzewodniki. Pierwiastek lub związek chemiczny, który przewodzi prąd elektryczny w pewnych warunkach, ale nie w innych, nazywany jest półprzewodnikiem. Półprzewodniki są przydatne do zarządzania prądem elektrycznym, ponieważ nie są ani dobrym izolatorem, ani dobrym przewodnikiem.
Przewodność elektryczna półprzewodnika zależy od wielu czynników, takich jak napięcie lub prąd, które są stosowane, a także ilość podczerwieni, ultrafioletu lub światła widzialnego, które pada na powierzchnię. To jest uzasadnienie stosowania półprzewodników w systemach fotowoltaicznych.
Czym są półprzewodniki?
Termin „półprzewodniki” odnosi się do szerokiej gamy substancji. Powłoki walencyjne tych materiałów zazwyczaj zawierają cztery elektrony, ponieważ nie są podatne na utratę elektronów (tworzenie wolnych elektronów) ani ich pozyskiwanie.
Antymon, arsen, bor, węgiel, german, selen, krzem, siarka i tellur to przykłady pierwiastkowych półprzewodników – materiałów zawierających tylko jeden pierwiastek. Najbardziej znanym z nich jest krzem , który stanowi podstawę wielu obwodów elektrycznych.
Półprzewodniki tworzą idealne połączenia kowalencyjne z czterema pobliskimi atomami, ponieważ mają cztery elektrony na swojej powłoce walencyjnej. W rezultacie powstaje sieć krystaliczna . Żadne niezwiązane elektrony nie mogą przewodzić prądu w tej nieskazitelnej sieci. Z tego powodu prawdziwy półprzewodnik powstaje, gdy struktura krystaliczna zawiera zanieczyszczenia , które nadają substancji jej unikalne właściwości.
Nośnikami ładunku w większości obwodów i urządzeń elektrycznych są ujemnie naładowane elektrony, które poruszają się pod wpływem napięcia, aby wytworzyć prąd elektryczny. Jednak większość obwodów jest tworzona przy użyciu konwencjonalnego prądu, który wykorzystuje ładunki dodatnie płynące w odwrotnej stronie elektronów.
Przeczytaj także: Czym jest opłata?
Innym nośnikiem ładunku oprócz elektronów i fikcyjnych dodatnio naładowanych cząstek są dziury. Ponieważ dziury są pustymi orbitalami elektronów walencyjnych, symbolizują niedobór elektronów, które mogą swobodnie przepływać przez materiał.
W urządzeniach półprzewodnikowych, takich jak diody, prąd powstaje w wyniku zbieżności dwóch różnych nośników ładunku, elektronów i dziur . Aby uzyskać więcej informacji na temat wpływu nośników ładunku na przewodzenie w diodzie, zobacz artykuł „Działanie diody”.
