SEPARUH PENGALIR
Sebelum kita mendalami tentang SEMIKONDUKTOR mari kita kenali dahulu tentang struktur atom.
Semua benda di dunia ini samada pepajal, cecair atau gas terdiri daripada berjuta-juta atom. Contoh: air terbentuk daripada gabungan atom hidrogen dan atom oksigen. Setiap atom terdiri dari tiga partikel asas, iaitu Proton, Neutron dan Elektron. Proton dan Neutron berada di dalam Nuklius sedangkan Elektron berada di orbit sambil mengeliling Nuklius.
Apa itu Elektron Valens?
Elektron valens ialah elektron yang berada pada lapisan paling luar sekali iaitu lapisan valens. Bilangan elektron valens yang terdapat pada lapisan ini tidak lebih dari 8.
Jika sesuatu atom mempunyai 1 hingga 3 elektron valens, bahan ini dianggap pengalir (konduktor) kerana atom-atomya lebih cenderung untuk melepaskan sahaja elektron-elektron valensnya dan menjadi elektron yang bebas bergerak dari satu atom ke atom yang lain.
Tetapi jika terdapat sesuatu atom yang mempunyai 5 hingga 8 elektron-elektron valens, maka bahan ini dianggap penebat (insulator) kerana atom-atomya cenderung untuk memenuhkan lapisan valensnya supaya stabil dengan cara menerima elektron-elektron lain masuk ke orbitnya.
Jika sesuatu atom mempunyai 4 elektron valens, ia tidak mudah melepaskan atau menerima sebarang elektron. Jadi bahan ini dipanggil separuh pengalir atau Semikonduktor. Germanium (Ge) dan Silikon (Si) adalah bahan semikonduktor kerana masing-masing mempunyai 4 elektron valens. Ia tidak akan mengalirkan arus semudah pengalir dan tidak pula menghalang pengaliran arus semudah penebat.
Ia mempunyai 3 lapisan. Lapisan pertama (Lapisan K) terdapat 2 elektron, lapisan kedua (lapisan L) terdapat 8 elektron dan lapisan ketiga (lapisan M) terdapat 4 elektron. Rajah di atas ditunjukkan satu lipasan terakhir dan elektron valens sahaja.
Sebenarnya setiap dari satu dari empat elektron valens akan ‘berpasangan’ dengan satu elektron dari atom jirannya. Ini akan mewujudkan satu ikatan yang kuat yang menjadikan atom-atom itu teguh. Pasangan elektron-elektron ini disebut Ikatan Kovalen.
Merujuk kepada Rajah 4 di atas, didapati setiap atom seoalah-olah mempunyai 8 elektron valens. Ini menunjukkan setiap atom itu stabil.
Walaubagaimanapun atom ini boleh jadi tidak stabil jika berlaku kenaikan suhu atau faktor haba. Ketidakstabilan menyebabkan elektron terbebas dari orbitnya (terlepas dari ikatan kovalen).
