1、什么是
金属-
半导体接触的多子阻挡层和反阻挡层?什么是肖特基接触? 答:金属与N型半导体接触,当Wm>Ws 时:势垒区中的表面附近的能带向上弯曲,半导体表面
电子浓度比体内小得多,为多子(电子)耗尽,因此,它是一个高阻区;多子(电子)在金属和半导体两边转移时,都需要克服一定的势垒,故,通常也将之称为多子阻挡层。 金属与N型半导体接触,Wm>x D )适用于此理论。此时,电子在势垒区的碰撞可以忽略,对于电子而言,势垒的形状并不重要,起决定作用的是势垒顶点的高度——半导体体内的电子只要有足够的能量超过势垒的顶点,就可以自由地通过阻挡层进入金属;同样,金属中能超越势垒顶的电子也能达到半导体体内;所以电流的计算就归纳为计算超越势垒的载流子数目,这就是热电子发射理论。 对于非简并半导体,单位体积中能量在E ~E+dE中的电子数目为: 取垂直于界面由半导体指向金属的方向为v x 的正方向,显然就单位截面积而言,大小为v x 的体积中,在其内的所有电子,单位时间内都可以达到金属和半导体的界面: 这些电子总数为:dN = v x .1.1.dn 在半导体侧的这些电子中,有能力越过势垒到达金属的电子,其v x 必须达到: 2 / 1 0 2 )] ( 2 1 [ ) ( 2 1 V V q m v V V q v m D n x D x n z y x kT v v v m n dv dv dv v e kT m n dn z y x n 2 2 ) ( 2 3 0 4 ) 2 ( 2 2 2 即:仅有v x 在[v x0 ,+ ] 范围内的电子可以越过势垒,所以,单位时间内,达到金-半界面的电子数为: 这时所形成的电流为: 0 x v dN N 常数 称为 其中, Richardson k qm h A e e T A dN q qN J kT qV kT q v m s ns x 2 * 3 2 4 1 0 电子从金属向半导体运动(发射)时遇到的势垒高度为q m ,不随外加电压而改变, 故电流是个恒定值,它在热平衡时(V=0) 与从半导体运动(发射)到金属的电子流相抵消,即: 电流的表达式还可以写成以下形式: 0 8 ( 1) , 4 D F q V q V k T k T n q v n k T J e e v m 其中 ) 1 ( ) 1 ( 0 0 2 * 2 * 0 kT qV kT qV kT q s m m s n kT q s m V m s s m F F m m F e J e e T A J J J e T A J J J 总电流形式为: 电流通过热电子发射过程的输运: Si、Ge、GaAs材料的载流子迁移率较高,热电子发射理论对它们比较适用。
半导体热敏电阻与金属热电阻相比:
前者的感温材料是半导体,后者感温材料是金属,常用铂丝,热敏电阻的灵敏度较高,它的电阻温度系数比金属大10到100倍以上,能检测到10摄氏度到6摄氏度的温度变化。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上热电阻温度测量原理)。
但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。
扩展资料:
导体热敏电阻传感器特点:
①灵敏度高,A系数是金属的10~100倍。
②响应速度快。
③非线性大。
④互换性、稳定性差。
分类:负温度系数;正温度系数。
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