1. Verhoogde dragerconcentratie:

* Intrinsieke halfgeleiders: In intrinsieke halfgeleiders is het aantal vrije ladingsdragers (elektronen en gaten) relatief laag bij lage temperaturen. Naarmate de temperatuur toeneemt, krijgen meer valentie -elektronen voldoende energie om los te komen van hun bindingen en geleidingselektronen te worden, waardoor gaten achterblijven in de valentieband. Deze toename van zowel elektronen als gaten draagt ​​direct bij aan verhoogde geleidbaarheid.

* Extrinsieke halfgeleiders: In extrinsieke halfgeleiders (gedoteerd met onzuiverheden) is de temperatuurafhankelijke toename van de dragersconcentratie nog significanter. Naarmate de temperatuur stijgt, doneren of accepteren meer onzuiverheidsatomen elektronen, wat leidt tot een aanzienlijke toename van het aantal vrije vervoerders.

2. Verhoogde carriermobiliteit:

* Bij hogere temperaturen trillen de atomen in het halfgeleiderrooster krachtiger. Deze trilling maakt het moeilijker voor ladingsdragers om vrij te bewegen, wat leidt tot een afname van de mobiliteit van de dragers. De toename van de dragerconcentratie als gevolg van thermische excitatie weegt echter op tegen de afname van de mobiliteit, wat resulteert in een netto toename van de geleidbaarheid.

3. Band Gap Reduction:

* De energiekloof tussen de valentieband en de geleidingsband neemt enigszins af met toenemende temperatuur. Deze vermindering van de bandafstand maakt het voor elektronen gemakkelijker om van de valentieband naar de geleidingsband te springen, waardoor het aantal vrije dragers en geleidbaarheid verder toeneemt.

Over het algemeen:

De toename van de dragerconcentratie is de dominante factor die bijdraagt ​​aan de toename van de geleidbaarheid met temperatuur in halfgeleiders. Hoewel de mobiliteit van de dragers afneemt met de temperatuur, is de toename van de dragerconcentratie veel groter, wat resulteert in een netto toename van de geleidbaarheid.

Belangrijke opmerking:

* De geleidbaarheid van een halfgeleider neemt niet voor onbepaalde tijd toe met de temperatuur. Bij extreem hoge temperaturen kan de halfgeleider een punt bereiken waar de geleidbaarheid afneemt. Dit gebeurt omdat de toename van de roostertrillingen en verstrooiingseffecten de toename van de dragerconcentratie overweldigen.

* Verschillende soorten halfgeleiders (intrinsiek versus extrinsiek) vertonen verschillende temperatuurafhankelijkheid in hun geleidbaarheid.

Deze verklaring biedt een basiskennis van waarom de geleidbaarheid van halfgeleiders toeneemt met de temperatuur. Overweeg voor een meer diepgaande analyse te kijken naar de specifieke eigenschappen van verschillende soorten halfgeleiders en hun gedrag bij verschillende temperaturen.