Influența factorilor externi asupra conductivității electrice
Semiconductorii au însă o zonă îngustă, dar interzisă. Pentru a crește conductivitatea electrică a unui semiconductor, este necesar să furnizați energie din exterior. Să luăm în considerare metodele de bază ale alimentării cu energie.
Creșterea temperaturii. Luați în considerare un semiconductor cu impurități. Pentru un semiconductor impuritate, conductivitatea electrică este (Figura 10):
unde # 947; - conductivitate electrică specifică, S / m;
W - lățimea benzii interzise de semiconductor intrinsec, eV;
W1 - energia de ionizare a impurităților; T este temperatura absolută, K;
k este constanta Boltzmann; # 947; 1 și 2 - factori care sunt independenți de temperatură, sunt egali cu conductivitatea # 947; la T = ∞, adică atunci când toți electronii de valență au trecut în banda de conducție.
Figura 10. Efectul temperaturii asupra conductivității unui semiconductor
În regiunea cu temperaturi scăzute, conducerea are loc numai datorită impurităților. Totuși, cu încălzire ulterioară, impuritățile sunt epuizate, iar creșterea conducției încetează. Și numai la temperaturi ridicate începe o nouă creștere a conductivității datorită tranziției electronilor semiconductorului principal prin banda interzisă.
Impactul luminii. Conductivitatea electrică a unui semiconductor crește sub influența unui flux de fotoni. Energia unui foton (în electron volți) este
unde # 955; Este lungimea de undă, μm.
Prin urmare, există o lungime de undă limită pentru care condiția WF <ΔW. Например, ширина запрещенной зоны германия
W = 0,72 eV, lungimea de undă a pragului # 955; = 1,8 μm, se află în regiunea infraroșie a spectrului.
Influența câmpurilor electrice puternice. Conductivitatea electrică a semiconductorilor depinde de câmpul electric. La intensitate scăzută (până la Ek), legea lui Ohm se observă și conductivitatea nu depinde de intensitatea câmpului, în timp ce la o intensitate mai mare câmp începe creșterea conductivității exponențial:
unde O este conductivitatea semiconductorului la E <Ек ;
# 946; Este coeficientul care caracterizează semiconductorul.
Creșterea conductivității se datorează creșterii numărului de purtătoare de încărcătură, deoarece sub influența câmpului primesc energie suplimentară și sunt mai ușor eliberate prin acțiunea termică. Cu toate acestea, cu o creștere suplimentară a rezistenței, începe ionizarea prin impact, ducând la o defalcare a structurii semiconductoare (la W = m # 965; 2/2> # 916; W).
Influența forțelor mecanice. Conductivitatea electrică a semiconductorilor variază datorită creșterii sau descreșterii distanțelor interatomice. Lățimea decalajului benzii poate crește și descrește cu atomii apropiați, iar pentru semiconductori diferiți, aceeași deformare poate determina atât o creștere, cât și o scădere a conductivității. Acest principiu se bazează pe tensometre, fixează deformarea.