A condutividade de um semicondutor aumenta com a temperatura devido aos seguintes motivos:

1. Aumento da concentração da transportadora:

* Semicondutores intrínsecos: Nos semicondutores intrínsecos, o número de portadores de carga livre (elétrons e orifícios) é relativamente baixa a baixas temperaturas. À medida que a temperatura aumenta, mais elétrons de valência ganham energia suficiente para se libertar de suas ligações e se tornar elétrons de condução, deixando para trás os buracos na banda de valência. Esse aumento de elétrons e orifícios contribui diretamente para o aumento da condutividade.
* Semicondutores extrínsecos: Nos semicondutores extrínsecos (dopados com impurezas), o aumento dependente da temperatura na concentração de portador é ainda mais significativo. À medida que a temperatura aumenta, mais átomos de impureza doam ou aceitam elétrons, levando a um aumento substancial no número de portadores livres.

2. Mobilidade do transportador aumentado:

* Em temperaturas mais altas, os átomos na rede de semicondutores vibram mais vigorosamente. Essa vibração torna mais difícil para os transportadores de carga se moverem livremente, levando a uma diminuição na mobilidade da transportadora. No entanto, o aumento da concentração de transportadora devido à excitação térmica supera a diminuição da mobilidade, resultando em um aumento líquido na condutividade.

3. Redução de gap de banda:

* A diferença de energia entre a banda de valência e a banda de condução diminui ligeiramente com o aumento da temperatura. Essa redução na lacuna da banda facilita o salto dos elétrons da banda de valência para a banda de condução, aumentando ainda mais o número de portadores e condutividade livres.

Geral:

O aumento da concentração de portador é o fator dominante que contribui para o aumento da condutividade com a temperatura nos semicondutores. Embora a mobilidade do portador diminua com a temperatura, o aumento da concentração de portador é muito maior, resultando em um aumento líquido na condutividade.

Nota importante:

* A condutividade de um semicondutor não aumenta indefinidamente com a temperatura. A temperaturas extremamente altas, o semicondutor pode atingir um ponto em que sua condutividade diminui. Isso acontece porque o aumento das vibrações da rede e os efeitos de dispersão sobrecarrega o aumento da concentração de portador.
* Diferentes tipos de semicondutores (intrínsecos vs. extrínsecos) exibem diferentes dependências de temperatura em sua condutividade.

Essa explicação fornece uma compreensão básica de por que a condutividade dos semicondutores aumenta com a temperatura. Para uma análise mais aprofundada, considere pesquisar as propriedades específicas de diferentes tipos de semicondutores e seu comportamento em várias temperaturas.