金属导体与半导体的导电性随温度变化有何区别?为什么?

金属导体与半导体的导电性随温度变化有何区别?为什么?,第1张

主要区别是金属的电阻率温度升高而增大。而半导体的电阻率在低温、室温和高温情况下,变化情况各不相同。一、金属电阻率与温度的关系:金属材料在温度不高,温度变化不大的范围内:几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1+at),式中ρ1与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率α是电阻率的温度系数,与材料有关。锰铜的α约为1×10-1/℃(其数值极小),用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小,适合于作标准电阻。已知材料的ρ值随温度而变化的规律后,可制成电阻式温度计来测量温度。二、半导体电阻率与温度的关系: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。

温度升高,金属导体中自由电子的无规则热运动就会越剧烈,对电流的阻碍作用越强,使导体电阻升高。金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。

超倒是目前最热的领域,大家都在探索,你说的也是一种方法,但究竟如何找到巧妙结合的方法恐怕要付出艰辛的努力了。


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