반도체는 왜 온도가 증가하게 되면 전기 전도도가 증가 하게 되는 건가요??
안녕하세요
반도체는 왜 온도가 증가하게 되면 전기 전도도가 증가 하게 되는 건가요??
임계 온도로 인해 낮아져야 하는거 아닌가요??
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.
반도체의 전기 전도도는 온도에 따라 달라집니다. 반도체 온도가 증가하면 열에 의해 전자가 더 많은 에너지를 얻어 밴드갭을 넘어 전도대 쪽으로 이동할 수 있게 됩니다. 이때 전자가 이동할 수 있는 수가 많아져 결과적으로 전도도가 증가하는 것입니다. 이는 주로 전자의 수가 증가하기 때문에 일어나는 현상입니다. 임계 온도에 대한 언급은 반도체 자체의 물리적 손상이나 고장과 관련 있는 사항이지만, 보통 작동 온도의 범위 내에서는 앞서 설명한 방식으로 전도도가 증가합니다.
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다.
반도체의 경우 온도가 증가하면 전기 전도도가 증가하는 이유는 열에 의해 전자의 운동 에너지가 커지기 때문입니다. 반도체의 원자 구조에서는 열이 가해질 때 전자들이 더 쉽게 자유 전자가 되어 전도띠로 이동하게 됩니다. 이로 인해 전자와 정공이 더 많이 생성되고, 이들은 전류를 흐르게 하는 데 기여합니다. 임계 온도는 수퍼전도체와 관련된 개념이며, 반도체는 특정 온도 범위 내에서 전기 전도도가 열과 함께 증가하는 성질을 가집니다.
좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다 :)
안녕하세요. 서인엽 전문가입니다.
반도체는 온도가 올라가면 전기가 더 잘 통하는 성질이 있어요
온도가 올라가면 반도체의 원자들이 더 많이 진동해요. 이 진동이 전자가 가전자대에서 전도대로 넘어가는 데 필요한 에너지를 제공해줘요. 그래서 온도가 높아지면 더 많은 전자가 전도대에 있게 되고, 전기가 더 잘 통하게 돼요.
상기와 같은 사유로 온도가 올라가면 전기 전도도가 증가하게 됩니다
안녕하세요. 박준희 전문가입니다.
온도에 따라 전기전도도가 증가하는건 도체와 다른 반도체의 물질적 특성인거죠.
감사합니다.
도체인 경우는 온도가 올리가면 원자의 운동이 활발해져서 전자와의 잦은 충돌로 저항이 커지지만 반도체는 에너지를 얻어 자유전자가 더 많이 생기게 되어 전류가 잘 흐르게 됩니다.
안녕하세요. 구본민 박사입니다.
반도체 온도가 증가하면 왜 전기전도도가 증가하게 되는지 궁금하시군요.
반도체는 온도가 올라가면 반도체 내부의 원자들이 더 많이 진동하게 됩니다. 이로 인해 원자들 사이의 결합이 약해지고 전자가 쉽게 에너지를 얻어 결합을 벗어나 자유 전자가 됩니다.
자유전자가 많아지면 전류를 더 잘 통할 수 있게 되고 전기 전도도가 증가합니다.
절연체는 온도가 높아 지더라도 전자가 전도대(conduction band)로 쉽게 올라 갈수 없기 때문에 전도도가 크게 변하지 않지만 반도체는 에너지 밴드 갭이 상대적으로 좁기 때문에 온도가 증가하면 전자가 쉽게 전도대로 이동할 수 있어서 전기 전도도가 증가하게 됩니다.
반도체에 임계 온도라는 개념이 존재하는데 임계 온도 이상에서는 반도체의 구조가 파괴되거나, 열적으로 불안정해져서 전기 전도도가 급격히 떨어질 수 있습니다. 이는 주로 물리적 파괴나, 재결정화 등으로 인해 발생하지만 일반적인 작동 온도 범위 내에서는 온도가 증가할 수록 전도도가 증가한다고 보시면 됩니다.
정리하면 임계온도를 넘어선 온도에서는 반도체의 파괴로 인해 전도도가 감소할 수 있지만 반도체의 동작 온도 범위에서는 전도도는 증가하게 됩니다. 임계 온도를 넘어선 온도에서의 작동은 일반적인 반도체에서 보장할 수 없습니다.
궁금하신게 해결 되셨으면 좋겠네요. 오늘도 좋은 하루 되세요.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
반도체의 온도가 증가하면 전기 전도도가 높아지는 이유는 반도체 내부의 전자들이 열에너지를 받아 더욱 활발하게 움직이기 때문입니다. 일반적으로 반도체는 절연체와 도체의 중간 성질을 가지고 있어 온도가 낮을 때는 전자가 원자핵에 강하게 결합되어 있어 전류가 잘 흐르지 않습니다. 하지만 온도가 올라가면 전자들이 열에너지를 얻어 원자핵에서 떨어져 나와 자유롭게 이동할 수 있는 상태가 되고 이러한 자유 전자들이 많아질수록 전류가 더 잘 흐르게 되어 전기 전도도가 증가하게 됩니다.
즉 온도 상승은 반도체 내부의 전자 이동을 활성화시켜 전기 전도도를 높이는 역할을 하는 것입니다.
