Естественные науки
Как обьяснить почему при нагревании полупроводнки его сопротивление уменьшается?
пожалйста развёрнуто
При увеличении температуры атомы сильнее колеблются и из них легче вылетают слабо связанные электроны, пускаясь в путешествие по кристаллу между атомами - если объяснять "на пальцах".
P.S. Уровень Ферми - это граничная энергия, при которой у электрона хорошие шансы (фифти-фифти) выбраться из атома и погулять по кристаллу. У диэлектриков у всех электронов атомов энергия намного ниже этого уровня, поэтому они все сидят в своих атомах, у металлов - у внешних электронов энергия выше этого уровня. поэтому по металлу бегает масса свободных электронов, у полупроводника уровень Ферми лишь немного больше энергии внешних электронов, поэтому некоторым удается пуститься в свободное плавание, но немногим.
P.S. Уровень Ферми - это граничная энергия, при которой у электрона хорошие шансы (фифти-фифти) выбраться из атома и погулять по кристаллу. У диэлектриков у всех электронов атомов энергия намного ниже этого уровня, поэтому они все сидят в своих атомах, у металлов - у внешних электронов энергия выше этого уровня. поэтому по металлу бегает масса свободных электронов, у полупроводника уровень Ферми лишь немного больше энергии внешних электронов, поэтому некоторым удается пуститься в свободное плавание, но немногим.
Какие на фиг pnp-структуры, если речь идёт об ОДНОРОДНОМ полупроводнике.. .
Значит, причём тут уровень Ферми. Как тут уже написали, проводимость полупроводника напрямую связана с концентрацией в нём свободных электронов. А эта концентрация определяется статистикой Ферми-Дирака. И если посмотреть на формулу, то видно, что концентрация этих электронов зависит от абсолютной температуры и разности между уровнем Ферми и уровнем зоны проводимости (для дырок - валентной зоны) . Чем выше температура - тем выше концентрация электронов (дырок) в однородном полупроводнике.
Значит, причём тут уровень Ферми. Как тут уже написали, проводимость полупроводника напрямую связана с концентрацией в нём свободных электронов. А эта концентрация определяется статистикой Ферми-Дирака. И если посмотреть на формулу, то видно, что концентрация этих электронов зависит от абсолютной температуры и разности между уровнем Ферми и уровнем зоны проводимости (для дырок - валентной зоны) . Чем выше температура - тем выше концентрация электронов (дырок) в однородном полупроводнике.
Леонид в принципе правильно ответил. Могу только добавить, что энергетическая щель (запрещенная зона) в большинстве полупроводников уменьшается с ростом температуры (есть исключения, но их немного) - из-за зависимости щели от постоянной решётки и сдвига частот фононного спектра. В высокотемпературном пределе величина щели уменьшается по линейному закону. Поэтому данный эффект действует в том же направлении, что и kT, увеличивая концентрацию электронов в зоне проводимости.
Тебе будет достаточно, усвоить, что проводимость у полупроводников зависит от состояния кристаллической решетки p-n-p (n-p-n) перехода. С ростом температуры и возрастанием амплитуды колебания атомов, прочность решетки падает и она начинает (за счет отрыва атомов) генерировать дополнительные носители зарядов. Ток растет, сопротивление падает.
Уменьшение сопротивления полупроводников при нагревании обусловлено увеличением концентрации носителей тока в нем. ведь при температуре скорость движения елементарных частиц увеличивается, и концентрация увеличивается.
Это из-за электропроводимости. Точнее одно утверждение вытекает из другого. Если мы внимательно рассмотрим закон Ома, то можно заметить одну деталь. Так при увеличении температуры в полупроводниках, повышается электропроводимость, за счёт разрушения ковалентных связей в полупроводнике. Увеличение температуры сопровождает выплеск огромной тепловой энергии, которая разрушает ковалентные связи. Что такое ковалентная связь - можно загуглить.
Получается, что при увеличении электропроводимости, уменьшается сопротивление, исходя из закона Ома
Получается, что при увеличении электропроводимости, уменьшается сопротивление, исходя из закона Ома
Похожие вопросы
- Почему по мере уменьшения температуры проводника его сопротивление уменьшается ???
- Почему напряженность магнитного поля внутри магнита уменьшается?
- Третий закон Ньютона. Почему противодействие сил не создаёт сопротивление?
- почему полезная мощность максимальна, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника.
- Почему при нагревании магнит теряет магнитные свойства?
- Почему при нагревании тело расширяется? Плита и в холодном состоянии шириной 60 см, и при разогретой до 250°С духовке.
- Почему при гравитировании у объекта не уменьшается энергия? Почему поток=0, если гравитационные волны переносят энергию?
- Есть обьяснение, почему гравитация с расстоянием в квадрате уменьшается, почему например не линейно или в 3 степени?
- Почему при низкой температуре твердые вещества уменьшаются в объеме а вода превращаясь в лед наоборот расширяется?
- Откуда вообще появилась вода на планете Земля? И почему она с тех пор не уменьшается и не увеличивается?