Каким образом температура влияет на проводимость полупроводников?

Температура имеет существенное влияние на проводимость полупроводников. Вот несколько способов, которыми изменение температуры влияет на проводимость полупроводников:

1. Тепловое возбуждение электронов: При повышении температуры электроны в полупроводнике получают больше тепловой энергии, что приводит к их возбуждению и переходу на более высокие энергетические уровни. Это увеличивает вероятность перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости, что способствует увеличению проводимости полупроводника.

2. Увеличение концентрации свободных носителей заряда: При повышении температуры некоторые связанные электроны могут приобрести достаточно энергии, чтобы освободиться и стать свободными носителями заряда. Также, при повышении температуры, тепловая энергия может помочь в ионизации примесей, что приводит к образованию дополнительных свободных носителей заряда. Это увеличивает общую проводимость полупроводника.

3. Увеличение подвижности носителей заряда: Подвижность носителей заряда определяет, насколько легко они могут перемещаться внутри полупроводника под воздействием электрического поля. При повышении температуры, тепловая энергия увеличивает среднюю скорость носителей заряда, что улучшает их подвижность и, следовательно, повышает проводимость полупроводника.

4. Влияние термической генерации и рекомбинации носителей заряда: Повышение температуры может увеличивать скорость генерации и рекомбинации носителей заряда в полупроводнике. Это может приводить к увеличению потерь носителей заряда и снижению проводимости полупроводника.

В целом, повышение температуры обычно приводит к увеличению проводимости полупроводников за счет теплового возбуждения электронов, увеличения концентрации свободных носителей заряда и улучшения их подвижности. Однако, важно отметить, что в определенных случаях, особенно при очень высоких температурах, проводимость полупроводников может уменьшаться из-за других процессов, таких как тепловая генерация и рекомбинация носителей заряда.