Dioda semiconductoare

După conductivitatea (respectiv rezistivitatea) pe care o prezintă în anumite condiţii (de exemplu, Ia 290 K), materialele pot fi împărţite în trei categorii :

- bune conducătoare (metalele), cu rezistivitate mică (de exemplu, 1,7-10-3 Ωm la Cu);

- neconductoare (izolante), cu rezistivitate foarte mare (de exemplu), 1012 Ωm diamantul);

- materiale care conduc doar în anumite condiţii (semiconductoare) cu rezistivitate medie: 4,7 1012 (Ge), l,95.103 (Si).

Între aceste categorii se pot stabili asemănări şi deosebiri, apărând din structura internă (energetică), tipurile de legături existente între electronii periferici ca şi din procedeele diferite folosite pentru a asigura conductibilitatea lor.

STRUCTURA SEMICONDUCTOARELOR

Principalele materiale semiconductoare folosite la fabricarea dispozitivelor electronice cu corp solid sunt cristalele elementelor tetravalente de siliciu (Si) si germaniu (Ge), precum si ale unor compusi binari, cum sunt: galiu-arsen (GaAs), indiu-stibiu (InSb), indiu-fosfor (InP), etc.

Rezistivitatea semiconductoarelor este cuprinsa intre 10-6 si 1012 Ω m, ceea ce le incadreaza intre metale si dielectrici.

Rezistivitatea semiconductoarelor depinde de tipul si concentratia impuritatilor, de structura si de conditiile fizice exterioare (temperatura, iluminare, câmpuri electrice si magnetice, etc). proprietatile electrice ale semiconductoarelor se obtin numai printr-o ordonare apropiata de perfectiune a atomilor in tot volumul materialului, ordine cunoscuta sub numele de monocristal. Defectele retelei cristaline acceptate de monocristale sunt intr-un numar foarte redus.

Reteaua cristalina a principalelor materiale semiconductoare (Si, Ge) este de tip diamant, in care fiecare atom se invecineaza in imediata apropiere cu alti patru atomi uniform distribuiti in spatiu. O reprezentare in plan a acestei retele este data in figura 1. Pentru ca un material sa prezinte conductivitate electrica trebuie sa posede particule mobile purtatoare de sarcina electrica.