Polovodiče a vlastná vodivosť

Polovodiče sú látky ako kremík (Si) alebo germánium (Ge), svojou vodivosťou stoja niekde medzi vodičmi a izolantmi. Charakteristické je pre ne to, že ich vodivosť rastie s teplotou, čo je presný opak správania kovov.

Prečo to tak je, pochopíme z ich stavby. Každý atóm kremíka má štyri valenčné elektróny, ktorými sa viaže na susedné atómy v kryštálovej mriežke. Pri nízkej teplote sú všetky elektróny pevne uväznené vo väzbách a nemajú sa ako pohybovať, takže sa polovodič správa ako izolant. Keď však teplotu zvyšujeme, niektoré elektróny získajú dosť energie na to, aby sa zo svojej väzby uvoľnili.

Podstatné je, že pri každom takom uvoľnení vzniká dvojica nosičov náboja naraz. Jednak voľný elektrón (záporný nosič), ktorý sa už môže pohybovať po kryštáli, a jednak diera (kladný nosič), čo je prázdne miesto po elektróne, ktoré sa navonok správa ako kladný náboj. Vedenie prúdu potom zabezpečujú obidva druhy nosičov súčasne.