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なぜ純粋な半導体が導体なのですか?

純粋な半導体は ではありません 金属と同じように導体。それらは実際に絶縁体です 非常に低い温度で。その理由は次のとおりです。

* エネルギーバンド: 純粋な半導体では、電子のエネルギーレベルがバンドに編成されます。充填された価電子帯(電子が通常結合される)と空の伝導帯(電子が自由に移動して電気を動かすことができる)があります。 バンドギャップと呼ばれるエネルギーにはギャップがあります これら2つのバンドの間。

* バンドギャップ: バンドギャップが重要です。材料が電気を導入するには、電子を伝導帯に励起する必要があります。純粋な半導体では、バンドギャップは絶縁体と比較して比較的小さいですが、電子がジャンプするために少し「プッシュ」が必要なほど十分に大きいです。

* 温度と導電率: 非常に低い温度では、伝導帯に電子を励起するのに十分な熱エネルギーがありません。したがって、純粋な半導体は絶縁体として動作します。 温度が上昇すると、利用可能な熱エネルギーが増加し、より多くの電子がバンドギャップをジャンプさせると、導電率が徐々に増加します。

なぜ半導体が役立つのですか?

それらは金属ほど導電性ではありませんが、半導体は導電率を介して制御できるため、非常に便利です。

* 温度: 前述のように、温度を上げると導電率が向上します。

* ドーピング: 半導体に不純物(ドーピング)を追加すると、余分な電子(n型)または穴(p型)が作成され、導電率が大幅に変化します。

* 光: 一部の半導体は、光子を吸収して電子を励起させることができ、より導電性になります。

要約:

純粋な半導体は、非常に低い温度の導体ではありません。それらは、バンドギャップのために絶縁体として機能します。それらの導電率は、温度やドーピングなどの要因によって操作され、電子機器に不可欠になります。

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