I semiconduttori non seguono rigorosamente la legge di Ohm perché la loro resistenza non è costante e cambia con la tensione, la corrente, la temperatura e altri fattori. La legge di Ohm afferma che la corrente che attraversa un conduttore tra due punti è direttamente proporzionale alla tensione tra i due punti, a condizione che la temperatura rimanga costante. Nei semiconduttori, questa relazione lineare non è sempre vera a causa della conduttività variabile del materiale.
Un semiconduttore non segue la legge di Ohm in tutte le condizioni. A campi elettrici molto bassi, alcuni semiconduttori possono mostrare un comportamento approssimativamente ohmico, il che significa che la relazione corrente e tensione è quasi lineare. Tuttavia, all’aumentare del campo elettrico, la relazione diventa non lineare a causa del comportamento complesso dei portatori di carica nel materiale semiconduttore.
I semiconduttori possono obbedire alla legge di Ohm a bassi campi elettrici dove la relazione tra corrente e tensione è quasi lineare. In questo regime il semiconduttore si comporta come un resistore con resistenza relativamente costante. Tuttavia, questo è vero solo in una gamma limitata di condizioni. All’aumentare del campo elettrico, la conduttività del semiconduttore cambia e la relazione lineare si interrompe.
Un diodo a semiconduttore non obbedisce alla legge di Ohm perché la sua relazione corrente-tensione non è lineare. I diodi consentono alla corrente di fluire facilmente in una direzione (polarizzazione diretta) e bloccarla nella direzione opposta (polarizzazione inversa). Questo comportamento si traduce in un aumento esponenziale della corrente con l’aumento della tensione diretta, che si discosta dalla relazione lineare descritta dalla legge di Ohm.
I conduttori tipicamente obbediscono alla legge di Ohm entro certi limiti, a condizione che la temperatura e le altre condizioni fisiche rimangano costanti. Nei conduttori, la resistenza è solitamente costante, portando ad una relazione lineare tra corrente e tensione. Tuttavia, a correnti o tensioni estremamente elevate o a temperature variabili, anche i conduttori possono deviare dalla legge di Ohm.