3.1.2  Pásmový model  látky

Pásmová teória tuhých látok nám určuje vlastnosti polovodičov. Podľa nej je v polovodičoch vodivostné (1) a valenčné pásmo (3) oddelené zakázaným pásmom (2 - energetickou  medzerou) so šírkou ∆W = 1eV

Obr.   Pásmový model látky izolantu - polovodič - vodič, ak
1 - vodivostné pásmo
2 - zakázané pásmo = energetická medzera
3 - valenčné pásmo

Ak atóm prijme zvonku určité množstvo energie dostane sa niektorý elektrón valenčnej sféry na dráhu vzdialenejšiu od jadra, t.j. na dráhu s väčšou potenciálovou energiou. Ak je energia prijatá atómom malá, v krátkom čase sa spätne vyžiari a elektrón opäť zaujme polohu na dráhe s minimálnou energiou. Ak je však energia prijatá atómom  taká veľká, že elektrón prekoná určitú oblasť energií, kde naležia žiadne energetické hladiny, na ktorých by sa mohol elektrón udržať dlhší čas, hovoríme, že elektrón prekonal zakázané pásmo. Prekonaním zakázaného pásma sa elektrón dostal na dráhu veľmi vzdialenú od jadra. Jadro ho púta už len veľmi slabo, v krátkom čase sa uvoľní a pohybuje sa v priestor kryštálovej mriežky. Takto vzniká prenos náboja, čiže vedenie elektrického prúdu v látke. Energetické hladiny zodpovedajúce tejto situácií tvoria vodivostné pásmo.

Z toho vyplýva,  že schopnosť látky viesť elektrický prúd závisí od šírky jej zakázaného pásma. Čím širšie je energetické pásmo, látka je tým horším vodičom elektrického prúdu, lebo tým väčšiu energiu treba dodať elektrónom valenčnej sféry na to, aby prešli do vodivostného pásma a uvoľnili sa od jadra.

Zakázané pásmo izolantov je široké asi 5 elektrónvolt (eV), polovodiče majú pásmo široké asi 1 eV a vodiče (kovy) nemajú zakázané pásmo.

Otázky na opakovanie:

1) Kedy môžeme hovoriť, že é prekonal zakázané energetické pásmo?

2) Čo tvorí vodivostné energetické pásmo ?

3) Aké je široké zakázané pásmo izolantov?

4) Aký je rozdiel medzi izolantom, polovodičom a vodičom, ak sa pozeráme na pásmový model?