तापमान में वृद्धि के साथ अर्धचालक की विद्युत चालकता बढ़ जाती है क्योंकि:

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ESE Electrical 2014 Paper 1: Official Paper
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  1. वाहक संकेन्द्रण बढ़ जाता है
  2. वाहक की गतिशीलता बढ़ जाती है
  3. वाहक संकेन्द्रण और गतिशीलता दोनों बढ़ जाती हैं
  4. बंध अंतर कम हो जाता है

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : वाहक संकेन्द्रण बढ़ जाता है
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ST 1: UPSC ESE (IES) Civil - Building Materials
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धारणा:

तापमान, चालकता और प्रतिरोधकता के बीच का संबंध नीचे बताया गया है

धातुओं में:

  • तापमान बढ़ने के साथ, वाहक संकेन्द्रण लगभग समान रहता है, लेकिन लैटिस के प्रकीर्णन के कारण गतिशीलता में कमी होती है या टकराव की आवृत्ति बढ़ जाती है और इसलिए प्रतिरोध भी बढ़ता है।
  • इसलिए चालकता घटती है और प्रतिरोधकता बढ़ती है, जो यह दर्शाता है कि धातुओं के लिए प्रतिरोधकता का तापमान गुणांक धनात्मक होता है।

 

अर्धचालक में:

  • जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वाहक संकेन्द्रण में काफी वृद्धि होती है, इसका कारण यह है कि अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन संयोजी बंध से उत्तेजित होकर चालक बंध में जाते हैं जिसके कारण मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है।
  • इसलिए चालकता घटती है और प्रतिरोधकता कम हो जाती है, जिसका अर्थ है कि आंतरिक अर्धचालकों में प्रतिरोधकता का तापमान गुणांक ऋणात्मक होता है।
  • प्रमुख कारक मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या है और इसलिए बढ़ते तापमान के साथ अर्धचालक का विशिष्ट प्रतिरोध कम होता है।
  • एक धातु और एक अर्धचालक में तापमान के साथ प्रतिरोध की भिन्नता में अंतर अनिवार्य रूप से तापमान के साथ आवेश वाहकों की संख्या की भिन्नता में अंतर के कारण होता है।
  • जब तांबे और शुद्ध सिलिकॉन को गर्म किया जाता है, तो धनात्मक तापमान गुणांक के कारण तांबे की प्रतिरोधकता बढ़ जाती है और ऋणात्मक तापमान गुणांक के कारण शुद्ध सिलिकॉन की प्रतिरोधकता कम हो जाती है यानी तांबा एक धातु है और शुद्ध सिलिकॉन एक अर्धचालक है।

26 June 1

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