การควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า

ความเข้าใจในปัจจุบันระบุว่าเซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุที่ทำหน้าที่เหมือนบ้านครึ่งทางระหว่างตัวนำเช่นทองแดงหรือเหล็กและฉนวนเช่นยางหรือโฟม บางครั้งพวกเขานำไฟฟ้า แต่ไม่เสมอไป สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเป็นวัสดุที่ดีสำหรับการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าอย่างตั้งใจซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการสร้างสวิตช์เปิด ปิดอย่างง่ายทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นรากฐานของหน่วยความจำ

และอุปกรณ์ตรรกะในคอมพิวเตอร์ การใช้แหล่งกำเนิดแสงหรือกระแสอิเล็กตรอนในอะตอมเพื่อกระโดดจากสิ่งที่เรียกว่าเวเลนซ์วง ซึ่งเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนจนถึงวงการนำซึ่ง แต่เดิมนั้นไม่ได้บรรจุหรือเติมอิเล็กตรอนเพียงบางส่วนเท่านั้น อิเล็กตรอนที่พุ่งขึ้นสู่วงนำเนื่องจากสิ่งเร้าภายนอกและหลุมที่เหลืออยู่สามารถเคลื่อนที่ได้และทำหน้าที่เป็นตัวพาประจุเพื่อไหลของกระแสไฟฟ้า แนวคิดทางกายภาพที่อธิบายถึงประชากรของอิเล็กตรอนในวงการนำและหลุมในวงเวเลนซ์และพลังงานที่จำเป็นสำหรับการกระโดดครั้งนี้ถูกกำหนดในแง่ของระดับเฟอร์มี ตัวอย่างเช่นคุณจำเป็นต้องทราบระดับพลังงานของอิเล็กตรอนและรูเพื่อทราบปริมาณพลังงานที่คุณจะได้รับจากเซลล์สุริยะรวมถึงการสูญเสีย