Fyzmatik | Animované polovodiče

Elektrické vlastnosti polovodičů můžeme vysvětlit na základě vlastností jejich krystalové mřížky. Například křemík je čtyřmocný (má 4 valenční elektrony) a jeho atomy jsou uspořádány v krystalové mřížce. Tyto elektrony může křemík poskytnout do vazby se sousedními 4 atomy křemíku. Do každé vazby poskytne každý z atomů křemíku jeden valenční elektron.

Při nízkých teplotách jsou valenční elektrony silně poutány v mřížce, křemík proud nevede. Při zahřátí se ionty v krystalové mřížce rozkmitají a dochází k uvolňování valenčních elektronů. Opustí-li elektron své místo v mřížce, objeví se místo, kde chybí záporný náboj. Toto prázdné místo se nazývá "díra" a chybějící záporný náboj se navenek projeví jako náboj kladný (díra se chová jako "částice" s kladným nábojem). Do "díry" může přeskočit jiný elektron z krystalové mřížky a doplnit chybějící záporný náboj. Dojde k rekombinaci. Kladná "díra" se však objeví na místě, odkud elektron přeskočil, vypadá to tedy, jako by se "díry" stěhovaly v krystalové mřížce z místa na místo.

Připojíme-li k tomuto polovodiči zdroj napětí, začnou se záporné elektrony přesouvat ke kladnému pólu, kladné díry k pólu zápornému a nastane usměrněný pohyb nábojů. Elektrický proud v polovodičích je způsoben usměrněným pohybem uvolněných elektronů a "děr" (na rozdíl od kovů, kde elektrický proud vedou jen volné elektrony). Pokud v polovodiči vedou elektrický proud elektrony a "díry" vzniklé výše popsaným způsobem, hovoříme o vlastní vodivosti.