Curentul electric care se stabileste in corpurile solide, lichide si gazoase este reprezentat de miscarea ordonata ,dirijata a purtatorilor liberi de sarcina. Campul electric impune electronilor liberi sau ionilor liberi miscarea dirijata in raport cu corpul respectiv, fenomen care reprezinta curentul electric de inductie.
a) La metale purtatorii liberi de sarcina, purtatori care participa la formarea curentului electric sunt numai electronii. Electronii de conductie provin din electronii de valenta, electroni aflati in atom pe ultima patura electronica, deci sunt mai slab legati de atom.
Conductia electrica a metalelor este explicata prin modul in care se realizeaza legatura dintre atomii constituenti: electronii de valenta sunt pusi in comun de catre fiecare atom, ei sufera astfel o delocalizare si in absenta cimpului electric extern, se vor misca haotic(precum moleculele unui gaz) printre atomii care formeaza o structura ordonata - cristalul metalic. Comportarea electronilor in metal este aceea a unor particule aproape libere care, sub actiunea unui cimp electric extern , vor fi antrenate ( miscare de drift) rezultind un transport net, ordonat de sarcina in metal.
Conductibilitatea electrica la metale este de 108-106?-1m-1. Practic prin cresterea temperaturii, concentratia electronilor de conductie ramane nemodificata in schimb creste numarul de ciocniri in unitatea de timp, cicniri care se produc intre electronii de conductie si ionii pozitivi din reteaua corpului solid si care au ca efect cresterea rezistivitatii electrice a corpului conductor
b) Pentru semiconductori, energia de activare este de ordinul 1eV(0,72eV la germaniu si 1,1eV la siliciu).Materiale solide, care pot fi elemente chimice( precum germaniul ,siliciul) sau substante chimice compuse precum arseniura de galiu (Ga As) au la temperatura camerei conductibilitate electrica slaba ,ceea ce le apropie ( din punct de vedere al conductibilitatii electrice) de substante izolatoare. Conductibilitatea electrica a semiconductoarelor depinde puternic de temperatura si este cuprinsa intre 10-12si106?-1m-1. Specific semiconductorilor este faptul ca la conductie participa nu numai electronii liberi ci si purtatorii pozitivi rezultati prin ruperea legaturilor chimice covalente dintre atomii cristalului-golurile.
Sa analizam cazul germaniului, element din grupa a IV-a care formeaza legaturi covalente cu patru atomi vecini punand in comun electronii de valenta. Daca pe cale termica unul din electronii de valenta se rupe de atomul respectiv el devine electron liber iar legatura covalenta ramane nesaturata. Aceasta este o capcana pentru un alt electron care va fi retinut si in urma careia ramane o alta legatura covalenta nesaturata. Deci prin producerea unui electron liber se produce o miscare in lant a unei multimi de electroni care ocupa spatii libere.
Se prefera ca miscarea reala dar complicata a electronilor in cazul descris sa fie inlocuita cu miscarea in sens invers a unui gol, particula fictiva careia i se atribuie sarcina pozitiva +e si o masa efectiva mp. De asemenea miscarea in cristal a electronilor eliberati din legaturile covalente se poate reprezenta printr-o miscare clasica sub actiunea fortelor externe a unei particule fictive numita electron de conductie avand sarcina -e si masa efectiva mn.
In concluzie in teoria semiconductorilor miscarea reala a celor doua categorii de electroni este inlocuita cu miscarea unor purtatori de sarcina fictivi: electronul de conductie cu sarcina
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
