Електрически ток в полупроводниците

Електрически ток в полупроводниците е насоченото движение на дупки и електрони, което се влияе от електрическото поле.

В резултат на експериментите беше отбелязано, че електрическият ток в полупроводниците не е придружен от трансфера на материята - в тях няма химични промени. По този начин, електроните могат да се разглеждат като текущи носители в полупроводниците.

Способността на даден материал да образува електрически ток в него може да бъде определена специфична електрическа проводимост. Според този индикатор проводниците заемат междинна позиция между проводниците и диелектриците. Полупроводниците са различни видове минерали, някои метали, метални сулфиди и др. Електрически ток в полупроводниците възниква поради концентрацията на свободни електрони, които могат да бъдат насочени да се движат в материята. Сравнявайки металите и проводниците, може да се отбележи, че има разлика между температурния ефект върху тяхната проводимост. Повишаването на температурата води до намаляване проводимостта на металите. В полупроводниците индексът на проводимост се увеличава. Ако температурата в полупроводниците се увеличи, движението на свободните електрони ще бъде по-хаотично. Това се дължи на увеличаване на броя на сблъсъците. Въпреки това, в полупроводниците, в сравнение с металите, концентрацията на свободни електрони се увеличава значително. Тези фактори имат противоположен ефект върху проводимостта: колкото повече сблъсъци, толкова по-ниска е проводимостта, толкова по-висока е концентрацията, толкова по-висока. В металите няма връзка между температурата и концентрацията на свободни електрони, така че с промяната на проводимостта с повишаваща се температура се намалява само възможността за нареждане на свободни електрони. Що се отнася до полупроводниците, ефектът от повишаването на концентрацията е по-висок. Така, колкото по-голяма е температурата, толкова по-голяма е проводимостта.

Съществува връзка между движението на носителите на заряд и концепцията за електрически ток в полупроводниците. В полупроводниците, появата на носители на заряд се характеризира с различни фактори, сред които най-важни са температурата и чистотата на материала. По чистота, полупроводниците са разделени на примеси и присъщи.

Що се отнася до неговия собствен проводник, влиянието на примесите при определена температура не може да се счита за необходимо за тях. Тъй като в полупроводниците ширината на забранената лента не е голяма, в присъщия полупроводник, когато температурата достигне абсолютна нула, има пълна запълване на валентната лента с електрони. Но лентата за проводимост е напълно свободна: тя няма електрическа проводимост и функционира като идеален диелектрик. При други температури съществува вероятност, за термичните колебания, че някои електрони могат да преодолеят потенциалната бариера и да се окажат в проводната лента.

Томсънният ефект

Принципът на термоелектричния ефект на Thomson: когато в полупроводниците преминава електрически ток, при който има температурен градиент, в допълнение към топлината на джаул, в зависимост от посоката, в която тече потокът, се отделя допълнително количество топлина или се абсорбира.

Недостатъчно равномерното нагряване на пробата с хомогенна структура влияе върху нейните свойства, в резултат на което веществото става нееднородно. По този начин феноменът Thomson е специфичен феномен на Pellet. Единствената разлика е, че различният нехимичен състав на пробата и необичайният характер на температурата причиняват тази хетерогенност.