半导体为什么会容易受到温度影响?会产生什么样的后果?

半导体为什么会容易受到温度影响?会产生什么样的后果?,第1张

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。

温度的影响对于本征半导体主要是是迁移率下降,影响电导率.(但是对于掺杂半导体比较麻烦对于迁移率和载流子都会有影响)

光照激发则是产生光生非平衡载流子,改变载流子浓度产生附加电导(但其迁移率基本不变).

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。


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