電子と穴が電流にどのように寄与するか
シリコンのような半導体材料を想像してください。それは原子で満たされており、それぞれに独自の核と軌道電子があります。最も単純なモデルには、2つの主要な充電キャリアがあります。
1。遊離電子： これらは、親原子から解放され、材料をさまようのに十分なエネルギーを獲得した電子です。電界が適用されると、簡単に移動して電流に貢献できます。
2。穴： これらは実際の粒子ではなく、原子の原子価帯に電子が存在しないことです。電子 *があるはずの空いている場所として穴を想像してください。電子がある原子から別の原子にジャンプすると、元の位置を離れると、穴が作成されます。この穴は、近くの電子を引き付けるため、正電荷キャリアとして機能します。
ここに単純化された図があります：
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+-----++-----++-----+
| si | | si | | si |
+-----++-----++-----+
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e- | | e- | | e- | | e-
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+-----++-----++-----+
穴| | 穴| | 穴
+-----++-----++-----+
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* 遊離電子（E-） 材料内でランダムに移動する小さな青い点として示されています。
* 穴 原子構造の空の空間として表されます。
さて、電界を考えてみましょう：
半導体全体に電圧を適用し、電界を作成することを想像してください。このフィールドは、自由電子を一方向に押し出し、反対方向に穴を引います。自由電子と穴の両方のこの動きは、電流を構成します 。
これがどのように機能するかです：
* 遊離電子： 電界は、彼らがフィールドの反対方向に漂うように強制します。
* 穴： 穴自体は物理的に動きませんが、近くの電子が飛び込むことで満たされます。これにより、電子ジャンプの「連鎖反応」が作成され、穴自体が電界の方向に移動しているように見えます。
本質的に、自由電子と穴は、電界の影響下で反対方向に電荷を運ぶことにより、電流の流れに寄与します。
キーポイント：
*自由電子と穴は、半導体の電荷キャリアです。
*自由電子は自由に移動しますが、穴は電子がないことです。
*両方とも、電界の下で反対方向に移動することにより、電流の流れに貢献します。
この単純化されたモデルは、半導体の電流と穴が自由な電子と穴がどのように寄与するかについての基本的な理解を提供します。実際のメカニズムはより複雑で、量子力学が含まれますが、この図は良い出発点を与えます。
