Kas ir tiešais pusvadītājs?

Enerģētikas zinātnē tiešais pusvadītājs darbojas ar divām joslām. Apakšējā josla ir pazīstama kā aizsargjosla. Tas atspoguļo elektrona minimālo enerģijas daudzumu, jo elektrons joprojām ir saistīts ar atomu; šiem elektroniem ir ļoti mazs impulss. Augstākā no joslām ir vadīšanas josla. Tas notiek, kad elektrons tiek atbrīvots no atoma un spēj brīvi pārvietoties atomu režģī, radot enerģiju.

Tiešo pusvadītāju izmanto, lai mazinātu enerģiju no vienas joslas uz otru. Lai atvieglotu elektronu pārvietošanas procesu, pusvadītājs atrod īsāko ceļu jeb ceļu ar vismazāko enerģijas daudzumu, lai viens elektrons varētu atdalīties no valences joslas un ielēkt vadīšanas joslā. Vienkāršākais ceļš starp abiem ir tad, kad vadītspējas josla nokrīt uz leju un valences josla parādās, radot nelielu atstarpi starp abām enerģijas joslām.

Tiešo pusvadītāju var izmantot tikai tad, ja abas joslas veic šo kustību vienlaikus. Tas nozīmē, ka abām joslām jābūt vienādam elektronu impulsam. Tas ir izplatīts galvenokārt mazjaudas elektronikā un ierīcēs, jo nav nepieciešams liels impulss un joslas parasti var pārvietoties sinhroni.

Lai tiešais pusvadītājs darbotos, elektronam ir jānāk no valences joslas. Tas liek tam izvilkt caurumu caur valences joslu, un iegūtā enerģija kļūst par fotonu. Tajā pašā laikā vadīšanas josla nokrīt, lai pieņemtu enerģiju, jo tā pārvietojas no valences joslas caur pusvadītāju.

Netiešais pusvadītājs ir līdzīgs tiešajam, taču atšķirība ir divu joslu kustībā. Šajā shēmā valences un vadīšanas joslas pārvietojas atsevišķi, tāpēc valence vienā punktā palielināsies, bet vadītspēja samazināsies vēlāk. Netiešais pusvadītājs ņem lādiņu no valences joslas, notur to un gaida, kamēr vadīšanas josla samazināsies, lai nogulsnētu enerģiju.