img217

84

84

Rys. 4.10. Temperaturowa zależność oporości elektrycznej metalu (T i p_o są stałymi charakteryzującymi dany metal)

W przypadku przewodników, jakimi są metale, spadek przewodnictwa może być również konsekwencją obecności domieszek, zanieczyszczeń oraz defektów, które powodują zaburzenie uporządkowanej struktury krystalicznej metalu, co utrudnia swobodny ruch elektronów.

Przewodnictwo elektryczne metali zależy od ich liczby atomowej - im mniejsza wartościowość, tym przewodnictwo większe. Metale jednowartościowe, takie jak srebro, sód, potas, mają najwyższe przewodnictwo, metale dwuwartościowe — mniejsze, a metale o wyższej wartościowości - najmniejsze.

4.6.2. PÓŁPRZEWODNIKI

Przewodność elektryczna półprzewodników w porównaniu z metalami jest wyraźnie mniejsza, co wynika z małej liczby swobodnych elektronów zdolnych do przemieszczania się. Dostarczenie do kryształu energii z zewnątrz powoduje wzbudzenie elektronów, które mogą opuścić swoje miejsce. Wolne miejsce, które powstało po wzbudzonym elektronie, nazywa się dziurą elektronową. Następnie na wolne miejsce przeskakuje sąsiedni elektron i tak powstaje kolejne wolne miejsce, na które przeskakuje kolejny sąsiedni elektron. W ten sposób dziura elektronowa się przemieszcza. Zatem w półprzewodnikach nośnikami ładunku są wzbudzone pod wpływem ciepła, oświetlenia bądź silnego pola elektrycznego zarówno elektrony, jak i dziury elektronowe.

Przewodność elektryczna półprzewodników zależy od temperatury. W niskiej temperaturze półprzewodnik jest izolatorem. Z kolei wzrost temperatury powoduje wzrost drgań sieci krystalicznej, zatem zwiększa się ilość uwolnionych elektronów i powstałych dziur oraz wzrasta ruchliwość tych nośników ładunku, zatem przewodność rośnie. Zależność przewodności elektrycznej półprzewodników od temperatury przedstawiono na rysunku 4.11.

Drugim czynnikiem, który silnie wpływa na właściwości elektryczne półprzewodników jest obecność domieszek. W zależności od koncentracji domieszek przewodność elektryczna półprzewodników jest różna i wynosi od 10 ⁴ do 10⁵ S/m.