РУҚА
Задание № 1 · ОГЭ

Электропроводность полупроводников

Носители заряда и влияние температуры на проводимость
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Электропроводность полупроводников — это способность полупроводника проводить электрический ток благодаря движению электронов и дырок. В отличие от металлов, при нагревании проводимость полупроводника обычно увеличивается.

Электропроводность полупроводников
Электропроводность полупроводника — свойство вещества проводить электрический ток за счёт направленного движения свободных электронов и дырок под действием электрического поля. Электроны имеют отрицательный заряд, а дырки рассматривают как положительные носители заряда.
\(\sigma\)
удельная электрическая проводимость
См/м
\(n_e\)
концентрация электронов
м⁻³
\(n_h\)
концентрация дырок
м⁻³
\(\mu\)
подвижность носителей заряда
м²/(В·с)

Носители заряда

В чистом полупроводнике при нагревании часть электронов получает энергию и покидает связь с атомом. Такие электроны становятся свободными, а на их прежнем месте возникает дырка. В электрическом поле электроны и дырки движутся в противоположных направлениях, но создаваемые ими токи направлены одинаково. Средняя скорость направленного движения мала по сравнению с хаотическим движением частиц; её называют средней скоростью направленного движения электронов.

Зависимость от температуры

При повышении температуры число свободных электронов и дырок быстро возрастает. Поэтому сопротивление полупроводника уменьшается, а проводимость увеличивается. Это противоположно зависимости, характерной для электропроводности металлов, где нагревание обычно усиливает сопротивление.

\[\sigma = e\left(n_e\mu_e+n_h\mu_h\right)\]1

Здесь \(e\) — элементарный заряд, \(n_e\) и \(n_h\) — концентрации электронов и дырок, а \(\mu_e\) и \(\mu_h\) — их подвижности. Удельное сопротивление связано с проводимостью формулой \(\rho=\frac{1}{\sigma}\).

№
Пример

Термистор из полупроводника нагревают. Число свободных носителей заряда возрастает, поэтому его сопротивление уменьшается. При постоянном напряжении сила тока увеличивается.

!
Не путайте

Проводимость — способность проводить ток, а удельное электрическое сопротивление характеризует противодействие току. Эти величины обратны: чем больше \(\sigma\), тем меньше \(\rho\).

Проверь себя

Что происходит с проводимостью чистого полупроводника при повышении температуры?

Главное за минуту

Главное

  • Ток в полупроводниках создают свободные электроны и дырки.
  • При нагревании число носителей заряда увеличивается, поэтому проводимость обычно возрастает.
  • Проводимость и удельное сопротивление связаны соотношением \(\rho=\frac{1}{\sigma}\).