1. Augmentation de la concentration de porteuse:
* Semi-conducteurs intrinsèques: Dans les semi-conducteurs intrinsèques, le nombre de porteurs de charge gratuits (électrons et trous) est relativement faible à basse température. À mesure que la température augmente, plus d'électrons de valence gagnent suffisamment d'énergie pour se libérer de leurs liaisons et devenir des électrons de conduction, laissant des trous dans la bande de valence. Cette augmentation des électrons et des trous contribue directement à une conductivité accrue.
* Semi-conducteurs extrinsèques: Dans les semi-conducteurs extrinsèques (dopés avec des impuretés), l'augmentation dépendante de la température de la concentration des porteurs est encore plus significative. À mesure que la température augmente, davantage d'atomes d'impuretés donnent ou acceptent les électrons, entraînant une augmentation substantielle du nombre de transporteurs libres.
2. Accroître la mobilité des transporteurs:
* À des températures plus élevées, les atomes dans le réseau semi-conducteur vibrent plus vigoureusement. Cette vibration rend plus difficile pour les transporteurs de charge de se déplacer librement, entraînant une diminution de la mobilité des transporteurs. Cependant, l'augmentation de la concentration des porteurs due à l'excitation thermique l'emporte sur la diminution de la mobilité, entraînant une augmentation nette de la conductivité.
3. Réduction de la bande interdite:
* L'écart d'énergie entre la bande de valence et la bande de conduction diminue légèrement avec l'augmentation de la température. Cette réduction de la bande interdite permet aux électrons de passer plus facilement de la bande de valence à la bande de conduction, augmentant encore le nombre de transporteurs libres et la conductivité.
dans l'ensemble:
L'augmentation de la concentration des porteurs est le facteur dominant contribuant à l'augmentation de la conductivité avec la température des semi-conducteurs. Bien que la mobilité des porteurs diminue avec la température, l'augmentation de la concentration de porteuse est beaucoup plus grande, entraînant une augmentation nette de la conductivité.
Remarque importante:
* La conductivité d'un semi-conducteur n'augmente pas indéfiniment avec la température. À des températures extrêmement élevées, le semi-conducteur peut atteindre un point où sa conductivité diminue. Cela se produit parce que l'augmentation des vibrations du réseau et les effets de diffusion submergent l'augmentation de la concentration de porteurs.
* Différents types de semi-conducteurs (intrinsèques vs extrinsèques) présentent différentes dépendances de température dans leur conductivité.
Cette explication fournit une compréhension de base des raisons pour lesquelles la conductivité des semi-conducteurs augmente avec la température. Pour une analyse plus approfondie, envisagez de rechercher les propriétés spécifiques de différents types de semi-conducteurs et de leur comportement à différentes températures.
