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。

拿其电阻率来说,电阻率主要决定于载流子的浓度和迁移率,两者均与杂质浓度和温度有关系。讨论纯半导体材料是,电阻率主要取决于本证载流子浓度ni,ni随温度升高会急剧增加,室温左右时,每8℃,硅的ni会增加大约一倍,而迁移率只是稍有下降,所以可以认为起电阻率相应的降低了一半左右。对于锗,每增加12℃,ni增加一倍,电阻率下降一半。本征半导体的电阻率随温度增加单调下降。对于杂质半导体: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。继续升高到本征激发很快增加时,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。

多数导体的电阻随温度的升高电阻增大,绝缘体的电阻极高,对温度的变化不明显。半导体的电阻对温度变化很敏感,因此常用于热敏电阻的制造,热敏电阻根据材料不同可以是正温度系数,也可以是负温度系数。

用一定的直流电压对被测材料加压时,被测材料上的电流不是瞬时达到稳定值的,而是有一衰减过程。

在加压的同时,流过较大的充电电流,接着是比较长时间缓慢减小的吸收电流,最后达到比较平稳的电导电流。被测电阻值越高,达到平衡的时间则越长。

扩展资料:

测量时为了正确读取被测电阻值,应在稳定后读取数值。在通信电缆绝缘电阻测试方法中规定,在充电1分钟后读数,即为电缆的绝缘实测值。

但是在实际上,此方法有些不妥,因为直流电压对被测材料加压时,被测材料上的电流是电容电流,既然是电容电流,就与电缆的电容大小有关。

电容大需要充电的时间就长,特别是油膏填充电缆,就需要的时间要长一些。所以同一类型的电缆,由于长度不一样,及电容大小不一样,充电时间为一分钟时读数显然是不科学,还需进一步研究和探讨。


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