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金属と半導体とで、その温度依存性がことなる理由がよくわからないので教えてください。よろしくおねがいします。

gooドクター

A 回答 (2件)

ymmasayan さんのおっしゃるように,電気抵抗が一番ポピュラーでしょうね.



簡単のため電子が電流を運ぶとしましょう
(電子の抜けた穴 --- 正孔 --- が電流を運ぶ場合もあります).
電子の電荷は一定ですから,
電流がどれくらい流れるかは,電流に関与する電子の数(正確には密度)と
その電子の平均速度の積で決まります.
積載量が一定のトラックで運ぶ物流量が,トラックの台数とトラックの平均速度との
積で決まるのと同じことです.

温度が上がると電子の平均速度は下がります.
これは金属でも半導体でも共通.
さて,金属で電流に関与する電子数は温度にはほとんど無関係です.
したがって,金属では温度が上がると電流が流れにくく(すなわち電気抵抗が増加)
なります.

ところが,半導体では温度が上がると電流に関与する電子数が急速に増えます.
この電子数増加は平均速度の減少よりはるかに変化が急です.
したがって,半導体では電流に関与する電子数の増加が効いて
温度が上がると電流が流れやすく(すなわち電気抵抗が減少)なります.
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温度依存性といっても色々考えられますが、一番ポピュラーなのは電気抵抗でしょうね。



参考URLのような実験をよくやりますよね。
金属 半導体 温度依存性 で検索すれば、ぞろぞろ出てきます。
某大学の物性工学の期末テストの模範解答などもあります。参考にして下さい。

参考URL:http://www-esl2.isc.chubu.ac.jp/sakata/kkjs/them …
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