반도체 온도가 올라가면 자유전자가 많아지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요
반도체에서는 온도가 올라가면 자유전자가 많아진다는데...
그 이유는 무엇인가요?
자유전자는 원자가띠에 있는 전자에 에너지가 가해지면 생기는 건데요
온도가 높아진다=에너지가 공급된다 인가요?
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.
온도가 올라가면 반도체 내의 열 에너지가 증가하면서, 원자에 속박되어 있던 전자들이 충분한 에너지를 얻게 됩니다. 그 결과 전자들이 원자가띠를 벗어나서 전도띠로 이동하게 되어 자유전자가 됩니다. 이는 전자들이 더 높은 에너지 상태로 전이할 수 있게 하여 전기 전도도가 증가하게 되는 원리와도 관련이 있습니다. 따라서 온도 상승은 반도체의 전도성을 증가시키는 주요한 요인입니다.
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다.
맞습니다, 질문자분이 말씀하신 것처럼 온도가 상승하면 반도체 내에 에너지가 공급됩니다. 이로 인해 반도체의 원자가띠에 있던 전자들이 충분한 에너지를 얻어 전도띠로 이동하게 되며, 결과적으로 자유전자가 늘어납니다. 이런 에너지를 열 에너지라고 하며, 이는 반도체에서 전자와 양공의 재조합 활성화에도 기여합니다. 이러한 특징은 반도체의 전기적 특성을 온도에 따라 변화시키는 주요 요인 중 하나입니다.
좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다 :)
안녕하세요. 박준희 전문가입니다.
반도체는 특성이나 조건에 따라 도체나 부도체의 성질을 띄는건데요. 온도가 높아지는건 전도성을 높이기 때문에 자유전자가 많아지는거죠.
감사합니다.
안녕하세요. 서인엽 전문가입니다.
반도체내의 전자들은 공유결합을 하고 있기 때문에 구조적으로 자유전자가 존재하지 않지만 온도가 올라가기 시작하면 열로부터 에너지를 얻은 전자가 핵으로부터의 떨어져 나와 자유전자가 됩니다. 상기와 같은 사유로 자유전자가 증가한다고 볼수 있습니다
안녕하세요.
반도체 온도가 올라가면 자유전자가 많아지는 이유가 궁금하시군요. 그 이유를 설명해 드릴게요.
일단 전자는 가전자띠(Valence Band) 즉 전자들이 결합 상태로 존재하는 낮은 에너지 상태에서, 전도띠(Conduction Band) 즉 전자들이 자유롭게 움직일 수 있는 높은 에너지 상태로 이동하게 되면 자유전자가 됩니다.
반도체의 온도가 증가하며, 열 에너지가 전자들에게 공급되어 가전자띠에서 전도띠로 이동할수 있게 됩니다.
따라서 전유전자의 수가 많아지게 되는 거죠.
질문 하신것 처럼 온도가 높아지게 되면 열에너지를 흡수해서 전자들이 밴드갭을 뛰어 넘을 에너지가 커진다고 생각 하시면 되겠습니다.
도움이 되셨으면 좋겠네요. 오늘도 좋은 하루 되세요.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
반도체 온도가 올라가면 격자 진동이 활발해져 원자 결합 에너지가 감소합니다. 이로 인해 결합 전자가 원자 핵으로부터 쉽게 벗어나 자유 전자로 변하게 됩니다. 마치 높은 산을 넘기 어려웠던 사람이 더 높은 산을 넘을 수 있는 힘을 얻은 것과 같습니다. 따라서 반도체 온도가 높아질수록 전자 전도도가 증가하고 전기 저항이 감소하는 현상이 나타납니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 반도체는 도체에 비해서 저항이 높습니다. 그래서 저항이 높으면 전자들의 이동이 어렵습니다. 그런데 온도가 높으면 저항이 줄어들고 그로 인해서 반도체 안에 있는 전자들이 열에너지에 받아서 활발하게 움직이게 되고 그로 인해서 자유전자가 되어서 온도가 올라가면 전자가 많아진다근 것입니다.
