Curent electric în semiconductori

Curent electric în semiconductori este mișcarea dirijată a găurilor și a electronilor, care este afectată de câmpul electric.

Ca rezultat al experimentelor, sa constatat că curentul electric din semiconductori nu este însoțit de transferul de materie - nu apar schimbări chimice în ele. Astfel, electronii pot fi considerați ca purtători de curent în semiconductori.

Capacitatea unui material de a forma un curent electric în el poate fi determinată conductivitatea electrică specifică. Potrivit acestui indicator, conductorii ocupă o poziție intermediară între conductori și dielectrici. Semiconductorii sunt diferite tipuri de minerale, unele metale, sulfuri metalice etc. Curentul electric în semiconductori apare din cauza concentrației de electroni liberi care pot fi direcționați spre a se deplasa în materie. Comparând metalele și conductorii, se poate observa că există o diferență între efectul de temperatură asupra conductivității lor. Creșterea temperaturii duce la o scădere conductivitatea metalelor. În semiconductori, indicele de conductivitate crește. Dacă temperatura din semiconductor crește, mișcarea electronilor liberi va fi mai haotică. Acest lucru se datorează unei creșteri a numărului de coliziuni. Cu toate acestea, în semiconductori, în comparație cu metalele, concentrația de electroni liberi crește semnificativ. Acești factori au efectul opus asupra conductivității: cu cât mai multe coliziuni, cu atât conductivitatea este mai mică, cu atât concentrația este mai mare, cu atât este mai mare. În metale, nu există o relație între temperatura și concentrația electronilor liberi, astfel încât, odată cu schimbarea conductivității cu creșterea temperaturii, se reduce doar posibilitatea unei deplasări ordonate a electronilor liberi. În ceea ce privește semiconductorii, efectul creșterii concentrației este mai mare. Astfel, cu cât este mai mare temperatura, cu atât conductivitatea este mai mare.

Există o relație între mișcarea purtătoarelor de încărcături și conceptul de curent electric în semiconductori. În semiconductori, apariția purtătorilor de sarcină este caracterizată de diferiți factori, dintre care cele mai importante sunt temperatura și puritatea materialului. Prin puritate, semiconductorii sunt împărțiți în impurități și intrinseci.

În ceea ce privește dirijorul propriu, influența impurităților la o anumită temperatură nu poate fi considerată esențială pentru ei. Deoarece în semiconductori lățimea benzii interzise nu este mare, în semiconductorul intrinsec, când temperatura ajunge absolut zero, există o umplere completă a benzii de valență de electroni. Dar banda de conducere este complet liberă: nu are conductivitate electrică și funcționează ca un dielectric ideal. La alte temperaturi, există posibilitatea ca, pentru fluctuațiile termice, anumiți electroni să poată depăși bariera potențială și să se găsească în banda de conducere.

Efectul Thomson

Principiul efectului Thomson termoelectric când un curent electric în semiconductori, de-a lungul care există un gradient de temperatură în ele, cu excepția degajarea căldurii Joule sau absorbția unor cantități suplimentare de căldură se va produce în funcție de direcția în care curent va curge.

Încălzirea uniformă insuficientă a unei probe care are o structură omogenă influențează proprietățile sale, ca urmare a faptului că substanța devine neuniformă. Astfel, fenomenul Thomson este un fenomen specific al lui Pellet. Singura diferență este că diferitele compoziții nechimice ale probei și natura neobișnuită a temperaturii determină această eterogenitate.