Le terme non ohmique fait référence au comportement de certains matériaux qui n’obéissent pas à la loi d’Ohm, qui stipule que le courant traversant un conducteur est directement proportionnel à la tension qui le traverse, à température constante. En d’autres termes, dans les conducteurs non ohmiques, la relation entre tension et courant n’est pas une ligne droite. Ce comportement peut être attribué à divers facteurs affectant la conductivité du matériau. Voici une explication détaillée :
- Dépendance à la température :
- Une raison courante du comportement non ohmique est la dépendance de la conductivité à la température. Dans de nombreux matériaux, notamment les semi-conducteurs et certains électrolytes, la conductivité change considérablement avec la température. À mesure que la température augmente, la mobilité des porteurs de charge (électrons ou ions) peut changer, affectant la conductivité globale et provoquant un écart par rapport à la loi d’Ohm.
- Semi-conducteurs :
- Les semi-conducteurs, tels que le silicium et le germanium, sont des exemples classiques de conducteurs non ohmiques. Contrairement aux métaux, où les porteurs de charge (électrons) ont une grande mobilité, la conductivité des semi-conducteurs est très sensible à la température et à la concentration des porteurs de charge. L’augmentation de la température ou la modification du niveau de dopage peut entraîner des changements non linéaires de conductivité.
- Dépendance à la lumière (photoconductivité) :
- Certains matériaux présentent un comportement non ohmique lorsqu’ils sont exposés à la lumière. Ce phénomène est connu sous le nom de photoconductivité. Dans les matériaux photoconducteurs, la présence de lumière augmente le nombre de porteurs de charge, conduisant à une relation non linéaire entre tension et courant. Cet effet est couramment observé dans certains types de photorésistances et de photodiodes.
- Matériaux conducteurs ioniques :
- Les électrolytes, qui sont des matériaux conducteurs d’ions, peuvent également présenter un comportement non ohmique. Le mouvement des ions dans ces matériaux est influencé par des facteurs tels que la concentration en ions et la présence d’impuretés. Les modifications de ces paramètres peuvent entraîner des variations de conductivité qui ne respectent pas strictement la loi d’Ohm.
- Coupe transversale non uniforme :
- Dans certains cas, une section transversale non uniforme du conducteur peut entraîner un comportement non ohmique. Les variations de section peuvent entraîner une répartition inégale du courant et affecter la résistance globale du matériau.
- Tension de seuil dans les dispositifs à semi-conducteurs :
- Dans les dispositifs semi-conducteurs tels que les diodes et les transistors, la relation tension-courant est hautement non linéaire. Ces dispositifs présentent une tension seuil en dessous de laquelle peu de courant circule et au-dessus de laquelle il y a une augmentation rapide du courant. Ce comportement est crucial pour leur fonctionnement dans les circuits électroniques.
En résumé, les conducteurs présentent un comportement non ohmique lorsque certains facteurs, tels que la température, l’exposition à la lumière, les propriétés des matériaux et les variations structurelles, entraînent des écarts par rapport à la relation linéaire entre tension et courant prescrite par la loi d’Ohm. Comprendre et caractériser le comportement non ohmique est essentiel pour concevoir et analyser des composants et des systèmes électroniques dans lesquels ces matériaux sont utilisés.
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