低温对半导体器件的影响

1、首先常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，温度的改变对半导体的导电能力、极限电压、极限电流以及开关特性等都有很大的影响。

2、其次一个芯片往往包含了数百万甚至上千万个晶体管以及其他元器件，每一点小小的偏差的累加可能造成半导体外部特性的巨大影响。

3、最后如果温度过低，往往会造成芯片在额定工作电压下无法打开其内部的半导体开关，导致其不能正常工作。

低温是指组件在极低或超低温下的 *** 作和行为。一些特殊应用，例如航天器上的电子系统或超导设备，需要低温才 能运行。在这些应用中使用电力电子设备为电机或设备提供电力。

传统上，电力电子设备被封闭在绝热材料中并保持在室温(300 K)下。额外的隔热和温度控制要求增加了复杂性、体积、重量和费用。因此，如果电力电子系统也能在低温下工作将是有利的。

研究表明，某些半导体器件在较低温度下性能

良好，因为它们具有较小的导通电阻和较高的开关速率。这意味着在低温下运行电力电子系统将导致功耗降低以及体积和重量的减小。通常，如果温度值小于 123 K，则该温度将被视为低温。低温环境条件可以使用液氦(4 K)、液

氮（77K) 或液化天然气 (111 K) 产生。

与在室温下运行的电力电子转换器相比，低温系统的规格具有可比性，包括高性能、耐用性和功率密度。然而，由于大量的温度变化，电力电子系统中组件的动态和静态特性将有很大差异。

温度稳定性差的原因：

1、少数载流子浓度与温度有关。（随着温度的升高而变窄）

2、禁带宽度与温度有关。（随着温度的升高而呈指数式增加）

主要是受多子影响。半导体禁带宽度小，受热后外层成键电子容易跃迁到激发态成为参与导电的载流子，导电性能提高，所以温度稳定性差。所以多子起主要作用。

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

半导体的重要性是非常巨大的，今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

扩展资料：

半导体应用

光伏应用

半导体材料光生伏特效应是太阳能电池运行的基本原理。现阶段半导体材料的光伏应用已经成为一大热门 ，是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。

太阳能电池的主要制作材料是半导体材料，判断太阳能电池的优劣主要的标准是光电转化率，光电转化率越高 ，说明太阳能电池的工作效率越高。根据应用的半导体材料的不同 ，太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池。

照明应用

LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管 ，采用LED技术半导体光源体积小，可以实现平面封装，工作时发热量低、节能高效，产品寿命长、反应速度快，而且绿色环保无污染，还能开发成轻薄短小的产品 ，一经问世 ，就迅速普及，成为新一代的优质照明光源，

目前已经广泛的运用在我们的生活中。如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明等各个领域 ，都有应用。

大功率电源转换

交流电和直流电的相互转换对于电器的使用十分重要 ，是对电器的必要保护。这就要用到等电源转换装置。碳化硅击穿电压强度高 ，禁带宽度宽，热导性高，因此SiC半导体器件十分适合应用在功率密度和开关频率高的场合，电源装换装置就是其中之一。

碳化硅元件在高温、高压、高频的又一表现使得现在被广泛使用到深井钻探，发电装置中国的逆变器，电气混动汽车的能量转化器，轻轨列车牵引动力转换等领域。由于SiC本身的优势以及现阶段行业对于轻量化、高转换效率的半导体材料需要，SiC将会取代Si，成为应用最广泛的半导体材料。

参考资料来源：百度百科-半导体

---