Warum steigt die Stromstärke beim erhitzen?
Wenn man Halbleiter erhitzt, so steigt die Stromstärke. Anders als bei Metallen. Woran liegt das?
3 Antworten
Betrachten wir die Leitungsmechanismen.
Metalle: Elektronen bewegen sich als "Elektronengas" zwischen dem Gitter aus Metallatomrümpfen. Hierbei kommt es bei der e-–Bewegung zu Stößen mit der Gitterstruktur. Grob gesagt, ist das der Widerstand. Ist mehr Wärmebewegung im Gitter, kommt es häufiger zu Stößen, der Widerstand steigt.
Halbleiter: Elektronen werden durch äußere Einflüsse aus den Valenzschalen kurzfristig in ein höheres Energieniveau, das Leitungsband, angehoben. Dies ermöglich die Leitung. (Dabei wird bspw. durch Dotierung der Abstand zwischen Valenz- und Leitungsniveau modeliert bzw. verringert.) Energie für den e-–Übergang muss von außen geliefert werden. Wärme kann dieses leisten, dann leiten Halbleiter besser. (Eigenschaft eines so genannten Heißleiters.)
Weil das Heißleiter sind, bei denen die Elektronen durch Erhitzen freier werden, sich also etwas aus ihren Bindungen lösen und dadurch leichter verschoben werden können. Der Widerstand sinkt und gem. I = U/R nimmt mit sinkendem R zwangsläufig I zu.
Widerstand sinkt.