Wstęp:

Prawo Ohma w postaci ogólnej stwierdza, że gęstość prądu w materiale przewodzącym jest wprost proporcjonalna do natężenia pola elektrycznego. Można zapisać więc:

gdzie:

j - gęstość prądu (stosunek prądu do powierzchni prekroju)

E - natężenie pola elektrycznego

σ - przewodnictwo elektryczne

Wartość przewodnictwa można określić też przez koncentrację i ruchliwość nośników ładunku.

Koncentrację elektronów n i dziur p określamy jako ilość tych nośników w jednostce objętości, a ruchliwość (elektronów - μ_n, dziur - μ_p) jest stosunkiem prędkości unoszenia do natężenia pola elektrycznego.

W półprzewodnikach zarówno koncentracja, jak i ruchliwość zależą od rodzaju materiału i od temperatury, więc przewodnictwo również zależy od tych parametrów.

W przewodnikach (metalach) koncentracja nośników (znaczenie mają tylko elektrony) jest bardzo duża i nie zależy od temperatury, a o zależności temperaturowej przewodnictwa decyduje zmniejszanie się ruchliwości ze wzrostem temperatury.

W półprzewodnikach nośnikami są elektrony w paśmie przewodnictwa i dziury w paśmie walencyjnym. Elektrony są dostarczane do pasma przewodnictwa albo z pasma walencyjnego (w półprzewodnikach samoistnych), albo z poziomów domieszkowych - donorowych (w półprzewodnikach typu n).

Ze względu na to, że każdemu elektronowi w paśmie przewodnictwa odpowiada swobodna dziura w paśmie walencyjnym, koncentracje obu rodzajów nośników są takie same n = p.

Gdy wzrasta temperatura, ilość nośników pochodzących z poziomów domieszkowych również rośnie, aż do chwili, gdy wszystkie elektrony opuszczą poziomy donorowe lub zapełnią poziomy akceptorowe. Dalsze podwyższanie temperatury nie prowadzi do wzrostu koncentracji nośników. W tym zakresie temperatur ilość nośników samoistnych jest jeszcze bardzo mała - obserwujemy więc zjawisko nasycenia domieszkowego. Dopiero przy większym wzroście temperatury zaczynają przeważać nośniki pochodzące z przejść międzypasmowych i koncentracja zaczyna szybko wzrastać.

Ruchliwość nośników, podobnie jak w metalach, zmniejsza się z temperaturą. Jednak zmiany te są znacznie wolniejsze niż zmiany koncentracji, więc możemy przyjąć, że przewodnictwo zależy od temperatury tak samo jak koncentracja nośników.

W zakresie temperatur stosowanym w laboratorium fizycznym obserwujemy tylko przewodnictwo domieszkowe.

Wnioski:

Wraz ze wzrostem temperatury opór przewodników (metali) wzrasta tzn. zmniejsza się ruchliwość elektronów.

Z kolei opór półprzewodników maleje tzn. ilość nośników pochodzących z poziomych domieszkowych również rośnie.

Zupełnie nie wiedziałem co jeszcze tu wrzucić!!!

Dopisz coś o tym jak wyglądają wykresy albo coś takiego.

---