バンド理論は、電子が固体で動作する方法を説明します。特に半導体では。半導体デバイスの設計と製造方法を理解することは基本です。この記事では、半導体デバイスの製造にバンド理論が適用される現実的な例を説明します。

例1:シリコンp-n接合ダイオード

シリコンp-n接合ダイオードでは、バンド理論は、枯渇領域の形成を説明するのに役立ちます。 pタイプとn型シリコンが結合されると、Fermiレベルが整列し、内蔵の潜在的な障壁を作成します。 このバリアは、ダイオード動作に不可欠である電流フローを制御します。

例2:金属酸化半導体分野効果トランジスタ(MOSFET)

MOSFETはバンド理論を利用して、反転層の形成を把握しています。 ゲートに電圧を適用すると、シリコン基板のエネルギーバンドを変更し、導電チャネルを作成します。 このプロセスは、トランジスタがオンとオフ状態の間で切り替えることを可能にします。

例3:太陽電池

太陽電池では、バンド理論では、バンドギャップを横断して太陽光が電子を刺激する方法を説明します。フォトンが十分なエネルギーを持っているとき、電子は、弁当バンドから導電バンドにジャンプし、電流を発生させます。材料の選択は、バンドギャップに依存して効率性を最適化します。

追加のアプリケーション

  • 発光ダイオード(LED)
  • 高電鉄移動トランジスタ(HEMT)
  • Quantum の点装置