半导体和金属的电阻率与温度关系有何差别

主要区别是金属的电阻率随温度升高而增大。而半导体的电阻率在低温、室温和高温情况下，变化情况各不相同。一、金属电阻率与温度的关系：金属材料在温度不高，温度变化不大的范围内：几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1+at)，式中ρ1与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率α是电阻率的温度系数，与材料有关。锰铜的α约为1×10-1/℃(其数值极小)，用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小，适合于作标准电阻。已知材料的ρ值随温度而变化的规律后，可制成电阻式温度计来测量温度。二、半导体电阻率与温度的关系：决定电阻率温度关系的主要因素是载流子浓度和迁移率随温度的变化关系。在低温下：由于载流子浓度指数式增大（施主或受主杂质不断电离），而迁移率也是增大的（电离杂质散射作用减弱之故），所以这时电阻率随着温度的升高而下降。在室温下：由于施主或受主杂质已经完全电离，则载流子浓度不变，但迁移率将随着温度的升高而降低（晶格振动加剧，导致声子散射增强所致），所以电阻率将随着温度的升高而增大。在高温下：这时本征激发开始起作用，载流子浓度将指数式地很快增大，虽然这时迁移率仍然随着温度的升高而降低（晶格振动散射散射越来越强），但是这种迁移率降低的作用不如载流子浓度增大的强，所以总的效果是电阻率随着温度的升高而下降。

以硅为例,在一定的温度范围内,半导体的电阻率随温度的升高,而变小.因为半导体价带上的电子,随着温度的升高,不断地被激发到导带,使载流子的数量增加,其导电性得到不断加强,电阻率变小；当温度上升到一定高度,价带电子的激发到了极限,同时晶格的热振动加剧,对载流子的散射作用也增强.这时,随着温度的进一步升高,半导体的电阻率则反而会增大.

因为半导体是靠电子和空穴的移动导电。未掺杂的半导体叫本征半导体，一般说来导电性远不如掺过杂的半导体，所以一般使用的都是掺杂半导体。掺入的杂质电离出的电子和空穴增强了半导体导电性，其电离率和温度密切相关，所以温度会影响半导体材料的电阻率。对于掺杂半导体：温度很低时，本征激发忽略，主要由杂质电离提供载流子，它随温度升高而增加；散射主要由电离杂质决定，迁移率随温度升高增大，所以电阻率下降。温度继续升高，杂质全部电离，本征激发还不显著时，载流子基本不变，晶格振动是主要影响因素，迁移率随温度升高而降低，所以电阻率随温度升高而增大。温度继续升高到本征激发快速增加时，本征激发称为主要影响因素，表现出同本证半导体相同的特征。

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