Автор Freodosio задал вопрос в разделе Естественные науки
Как обьяснить почему при нагревании полупроводнки его сопротивление уменьшается? и получил лучший ответ
Ответ от Krab Bark[гуру]
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.
Уменьшение сопротивления полупроводников при нагревании обусловлено увеличением концентрации носителей тока в нем. ведь при температуре скорость движения елементарных частиц увеличивается, и концентрация увеличивается.
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.
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.
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.