Medžiagos elektros laidumą lemia atominė struktūra. Dirigentai paprastai yra nebrangūs elementai, o jų atokiausi elektronai lengvai atsiunčiami nuo branduolio į laisvus elektronus, kurie, vykdydami išorinį elektrinį lauką, sukelia kryptinį judėjimą, kad susidarytų elektros srovė. Aukštos kainos elementai (pvz., Inertinės dujos) arba didelės molekulinės medžiagos (pvz., Guma), jų atokiausi elektronai yra stipriai paveikti atomų ir rišamųjų jėgų, todėl sunku tapti laisvaisiais elektronais, todėl laidumas yra labai prastas ir tampa izoliatorius. Dažniausiai naudojamos puslaidininkinės medžiagos, silicis (Si) ir germanis (Ge) yra tetravalentiniai elementai, o jų atokiausi elektronai nėra taip lengva išsilaisvinti iš branduolio, kaip laidininkai, ir ne taip įtempti, kaip izoliatoriai yra susieti su branduoliu. Laidumas yra kažkur tarp.
Grynas puslaidininkis per tam tikrą procesą gaminamas vienu kristalu. Tai yra vidinis puslaidininkis. Kristalų atomai sudaro gerai suderintą pagalvę erdvėje, o gretimi atomai sudaro kovalentinius ryšius.
Kovalentinė jungtis kristale turi stiprią jėgą. Todėl esant normaliai temperatūrai, tik labai nedidelis valentinių elektronų skaičius gauna pakankamai energijos dėl šiluminio judėjimo (terminis sužadinimas), tokiu būdu išlaisvindamas nuo kovalentinės jungties į laisvą elektroną. . Mano kolega, palikdama kovalentinę obligaciją. Atomą teigiamai įkrauna valentinio elektrono praradimas, arba skylė yra teigiamai įkrauta. Vidiniame puslaidininkyje atrodo, kad laisvi elektronai ir skyles yra priimtini, ty laisvų elektronų ir skylių skaičius yra lygus.
Jei laisvas elektronas susiduria su anga judėjimo procese, jis užpildys ertmę ir tuo pačiu metu išnyks. Šis reiškinys vadinamas atitikimu. Tam tikroje temperatūroje vidinis sužadinimas sukuria laisvą elektronų ir skylučių porą, kuri yra lygi atitinkamoms laisvoms elektronų ir skylučių poroms, taip pasiekiant dinamišką pusiausvyrą.
Juostos teorija:
1. Kai elektronai vienoje atomų perkelia aplink branduolį, kiekviename orbitoje esantys elektronai turi specifinę energiją;
2. Kuo arčiau šerdies orbitos, tuo mažesnė yra elektronų energija;
3. Pagal minimalaus energijos principą elektronai visada turi mažiausią energijos lygį.
4. Valentų elektronų užimama energijos juosta vadinama valentine juosta.
5. Virš valentinės juostos yra draudžiama juosta. Uždraustoje juostoje nėra elektronų užimamo energijos lygio.
6. Draudžiama zona IQ yra laidumo juosta. Energijos lygis laidumo juostoje yra energijos lygis, kurį laisvasis elektronas gali užimti, kai kainų elektronai atsilieka nuo kovalentinio ryšio.
7. Draudžiamas juostos plotis išreiškiamas „Eg“, o jo vertė yra susijusi su tokiais veiksniais kaip puslaidininkio medžiaga ir temperatūra, kurioje ji yra.