Полупроводников

Главную роль в проводимости полупроводников играет тепловая генерация
свободных электронов и дырок. Причем концентрации электронов Nэ и
дырок Ng одинаковы для собственных (чистых) полупроводников и
быстро возрастают с ростом температуры (см. распределение Больцмана). В отличие от металлов, в которых температурная зависимость электропроводности определяется подвижностью электронов, вследствие чего сопротивление растет при увеличении температуры, главную роль в проводимости полупроводников играет тепловая генерация свободных электронов и дырок. Причем концентрации электроновN_эи дырокN_g одинаковы для собственных (чистых) полупроводников и быстро возрастают с ростом температуры (распределение Больцмана):

N_э = N_g = сonst*e^{- E/2kT} ,

где Е - ширина запрещенной зоны, k- постоянная Больцмана. Поэтому с ростом температуры электропроводность полупроводников быстро увеличивается, а сопротивление соответственно быстро уменьшается в соответствии с формулами:

e^-E/2kT иr=r_ое^E/2kT .

Если на графике (рис.2) представить зависимость ln от1/T, то для собственных полупроводников получается прямая линия.

В случае примесных полупроводников концентрация носителей тока быстро достигает насыщения. С ростом температуры в большой степени начинает сказываться собственная проводимость полупроводников, при высоких температурах проводимость будет складываться из собственной и примесной. При низких температурах преобладает примесная проводимость, при высоких собственная.

ln

1/T

Рис.2 Температурная зависимость сопротивления полупроводников

В отличие от металлов, в которых температурная зависимость
электропроводности определяется подвижностью электронов, вследствие
чего сопротивление растет при увеличении температуры,