半导体随温度电阻率逐渐变小,为什么

半导体随温度电阻率逐渐变小,为什么,第1张

半导体导电是通过载流子进行的,载流子数量越多,导电性能越好,也就是电阻率越低。

温度上升时,半导体电子热运动活动剧烈,能量增加,由价带顶跃迁到导带底所需要的外界能量降低(半导体载流子是由价带顶的空穴和导带底的电子确定的),所以半导体带隙降低,Eg降低。由于ni^2=Nc*Nvexp(-Eg/2K0T),所以Eg越低导致ni^2 越高,由于np = ni^2所以载流子随之升高。最后导致同样电压下,电流变大,反映出的是电阻率变低。

https://zhidao.baidu.com/question/1987779684801752987

我在这里也有较为详细的解释,敬请参考。

谢谢!

上面的说的不完整,补充如下:

对于本征半导体,本征激发起决定性因素,所以T升高,电阻下降;

对于杂质半导体,在温度很低时,本征电离可忽略,T升高,杂质电离的载流子越来越多,电阻下降

进入室温区,杂质已经全部电离,而本征激发还不重要,T升高,晶格震动散射加剧,电阻升高。

高温区,本征激发起主要作用,T升高,本征激发明显,电阻下降。

总的趋势是先降再升最后降

zxz026说的对,现在不搞材料,大学里好多东西都忘了。

以半导体热敏电阻为例,负温度系数的热敏电阻原理基本上就是上面说的。

还有一种正温度系数的热敏电阻,主要是钛酸钡陶瓷,120度(居里温度)之后,电阻随温度升高急剧升高,机理比较复杂,你可以看看半导体陶瓷材料方面的书。

以实际应用的掺杂单晶硅为例: 1-较低温度时,温度升高,电阻率下降。这时载流子的增加以杂质的激发为主; 2-温度再升高,杂质的激发完毕,本征激发不明显。这时晶格的热振动使载流子的散射加剧,电阻率随温升而上升; 3-温度再升高,本征激发为主,载流子增加。这时电阻率随温升而下降; 4-温度再升高,晶格的热振动散射使载流子迁移率的下降效果,超过载流子的增加效果。这时电阻率随温升而上升。 正常使用半导体器件,不应该使温度上升到“3-本征激发”的阶段。


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