Влияние температуры на сопротивление полупроводника

В отличие от металла, сопротивление которого с ростом температуры увеличивается, сопротивление других материалов, которые называются полупроводниками, уменьшается при нагреве этого материала. Почему уменьшается сопротивление полупроводника с ростом температуры? Дело в том, что электропроводность любого материала - а электропроводность и сопротивление - это взаимно обратные величины - так вот, электропроводность любого материала зависит от заряда носителей тока, от скорости их упорядоченного движения, направленного движения в электрическом поле, и от числа этих носителей в единице объема вещества, так называемой концентрации носителей. В полупроводниках с ростом температуры увеличивается концентрация носителей, увеличивается число переносчиков заряда, и это приводит к тому, что при нагреве возрастает электропроводность, то есть, иначе говоря, убывает сопротивление полупроводника.

Мы проиллюстрируем сказанное на следующем опыте. Собранная установка состоит из выпрямителя (источника постоянного тока) и последовательного соединенных с ним демонстрационного гальванометра и типичного полупроводника. Вот кусок германия, черный такой квадрат, который зажат в металлические зажимы.

Замкнем цепь выпрямителя. По цепи пошел ток. Величина этого тока определяется сопротивлением цепи.

Попробуем нагреть германий в пламени спиртовки. Мы видим, что при нагреве германия ток в цепи возрастает. И возрастание тока в цепи при нагреве германия свидетельствует об уменьшении сопротивления всей цепи. Но поскольку я нагреваю германий, то это уменьшение сопротивления обязано тем, что уменьшается сопротивление германия при его нагреве.

Если охладить германий в холодной воде, то при этом сопротивление германия возрастает, и ток в цепи уменьшается.

Попробуем вновь нагреть германий в пламени горящей спиртовки. И вновь при увеличении температуры происходит уменьшение сопротивления полупроводника, о чем свидетельствует возрастание тока в цепи.