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。

因为半导体器件载流子浓度与温度有关,而载流子浓度与器件的导电特性直接相关,因而半导体器件都会有一定的工作温度区间,就是为了保证器件载流子浓度保持在一定的范围内。

为什么要设定工作温度范围呢?

因为温度的高低会决定本征载流子浓度,从而影响我们掺杂带来的载流子浓度。

高温工作的半导体材料需要满足五个基本条件:

1.外加温度忽高忽低时具备稳定性功能;

2.内部温度对物质特性表现持续稳定;

3.具备可制造性;

4.可量产;

5.具备运用的利润。


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