Img00082

86

W Ienergia!

dielektryk

półprzewodnik    przewodnik

przewodnik

x\W^V W////A

wolne poziomy energetyczne (T= OK) zajęte

poziomy

energetyczne pasmo

zabronione

Rys. 2.15-1. Układ pasm energetycznych dla różnego typu materiałów

2.16. Teoria pasmowa tłumaczy dlaczego przewodnictwo elektryczne metali nie zależy od ich wartościowości. Tak np. należałoby się spodziewać, że przewodnictwo elektryczne aluminium, które ma trzy elektrony walencyjne będzie wyższe niż miedzi z jednym tylko elektronem walencyjnym. W rzeczywistości miedź ma wyższą kon-duktywność niż aluminium. Okazuje się, że przewodnictwo metali nie zależy od liczby wolnych elektronów, ale od liczby elektronów, dla których w górnym paśmie przewodnictwa występuje dostateczna liczba wolnych stanów energetycznych.

Zależność przewodności od temperatury 2.17. Ze wzrostem temperatury wzrastają amplitudy drgań atomów w węzłach sieci, rośnie wtedy prawdopodobieństwo zderzeń z elektronami. Stąd ze wzrostem temperatury maleje ruchliwość elektronów, a więc i konduktywność metalu.

Zmiana rezystywności metalu na jednostkę temperatury jest proporcjonalna do wartości rezystywności

dp ₌ dT

a p

(2.17-1)

gdzie współczynnik proporcjonalności a, zwany jest współczynnikiem temperaturowym rezystywności.

Z równania (2.17-1) mamy

p = Ce“^r    (2.17-2)

Nie jest wygodnie operować temperaturą bezwzględną, odnieśmy wobec tego rezystywność do temperatury pokojowej 20°C (293 K) i oznaczmy ją p_2Q. Jako stałą całkowania przyjmijmy