温度对半导体导电特性的影响,我要具体详尽的说明,谢谢!!!注释:强调的是温度

温度对半导体导电特性的影响,我要具体详尽的说明,谢谢!!!注释:强调的是温度,第1张

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。

因为电子随温度的升高而运动加速,所以导电性能提高。半导体中参与导电的电子、空穴,会随温度的升高受激发而明显增多,导电性增加,电阻下降。半导体是要高纯度的,其中杂质多了就成导体了。所以将半导体与导体结合,制得的是导体,决不会是超导体。

半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。常见的半导体有热敏电阻(如钴、锰、镍等的氧化物)、光敏电阻(如镉、铅等的硫化物与硒化物)。

扩展资料:

在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后,它的导电能力就可增加几十万甚至几百万倍。例如在纯硅中掺入百万分之一的硼后,硅的电阻率就大大减小,利用这种特性制成了各种不同的半导体器件,如二极管、双极型晶体管、场效晶体管及晶闸管等。

当半导体两端加上外电压时,半导体中将出现电子电流、空穴电流,即同时存在着电子导电和空穴导电。这是半导体导电的最大特点,也是半导体和金属在导电原理上的本质差别。

主要区别是金属的电阻率随温度升高而增大。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。


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