Question

объясните физическую закономерность увеличения числа электрических зарядов при нагревание полупроводника

Answer 1

При нагревании полупроводника растет скорость колебаний атомов в кристаллической решетки, растет число разрыва связей. Разрыв одной связи уже приводит к появлению свободного электрона, а вакантное место, освобожденное электроном превращается в "дырку" с зарядом +1

Answer 2

При нагревании полупроводника происходит увеличение числа свободных носителей заряда. Это явление объясняется несколькими физическими закономерностями:

1. Эффект теплового возбуждения: При повышении температуры полупроводника атомы и молекулы начинают колебаться с большей амплитудой. Этот процесс называется тепловым возбуждением. В результате увеличения амплитуды колебаний, энергетические барьеры для электронов снижаются, что способствует переходу электронов из валентной зоны в зону проводимости. В зоне проводимости электроны обладают большей подвижностью и могут свободно перемещаться, создавая электрический ток.

2. Создание дополнительных свободных носителей: При нагревании некоторые ковалентные связи могут разрушаться, что приводит к образованию дополнительных свободных электронов и дырок (пустых мест в валентной зоне). Это увеличивает концентрацию свободных носителей заряда и, соответственно, увеличивает электрический ток, который может протекать через полупроводник.

3. Ионизация примесей: Полупроводники могут содержать примеси, которые добавляют дополнительные электроны или дырки в кристаллическую решетку. При нагревании эти примеси могут более эффективно ионизироваться, что приводит к образованию большего числа свободных носителей заряда.

Итак, увеличение числа электрических зарядов в полупроводнике при нагревании объясняется увеличением числа свободных носителей заряда, что, в свою очередь, приводит к увеличению электрической проводимости материала. Это явление играет важную роль в различных устройствах и схемах на основе полупроводников, таких как транзисторы, диоды и другие электронные компоненты.