1. Aumento de la concentración del portador:
* semiconductores intrínsecos: En los semiconductores intrínsecos, el número de portadores de carga libre (electrones y agujeros) es relativamente bajo a bajas temperaturas. A medida que aumenta la temperatura, más electrones de valencia ganan suficiente energía para liberarse de sus enlaces y convertirse en electrones de conducción, dejando agujeros en la banda de valencia. Este aumento en los electrones y los agujeros contribuye directamente al aumento de la conductividad.
* semiconductores extrínsecos: En semiconductores extrínsecos (dopados con impurezas), el aumento dependiente de la temperatura en la concentración de portadores es aún más significativo. A medida que aumenta la temperatura, los átomos de mayor impureza donan o aceptan electrones, lo que lleva a un aumento sustancial en el número de portadores libres.
2. Aumento de la movilidad del portador:
* A temperaturas más altas, los átomos en la red de semiconductores vibran más vigorosamente. Esta vibración hace que sea más difícil que los portadores de carga se muevan libremente, lo que lleva a una disminución en la movilidad de los portadores. Sin embargo, el aumento en la concentración de portadores debido a la excitación térmica supera la disminución de la movilidad, lo que resulta en un aumento neto de la conductividad.
3. Reducción de la brecha de banda:
* La brecha de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción disminuye ligeramente al aumentar la temperatura. Esta reducción en la brecha de banda facilita que los electrones salten de la banda de valencia a la banda de conducción, aumentando aún más el número de portadores libres y conductividad.
En general:
El aumento en la concentración de portadores es el factor dominante que contribuye al aumento de la conductividad con la temperatura en semiconductores. Aunque la movilidad de los portadores disminuye con la temperatura, el aumento en la concentración de portadores es mucho mayor, lo que resulta en un aumento neto de la conductividad.
Nota importante:
* La conductividad de un semiconductor no aumenta indefinidamente con la temperatura. A temperaturas extremadamente altas, el semiconductor puede alcanzar un punto donde disminuye su conductividad. Esto sucede porque el aumento en las vibraciones de la red y los efectos de dispersión abruman el aumento en la concentración de portadores.
* Diferentes tipos de semiconductores (intrínsecos versus extrínsecos) exhiben diferentes dependencias de temperatura en su conductividad.
Esta explicación proporciona una comprensión básica de por qué la conductividad semiconductora aumenta con la temperatura. Para un análisis más profundo, considere investigar las propiedades específicas de los diferentes tipos de semiconductores y su comportamiento a varias temperaturas.
