半导体电导率随温度变化

半导体电导率随温度变化,第1张

你这个“一般情况”说的不清楚。对于半导体的电阻率对温度变化的性质,要分两种情况讨论。第一,本征半导体,载流子全部由自身产生,温度升高,载流子浓度增加,电导率提升,电阻率下降;第二,杂质半导体,这个要结合本征激发和杂质电离综合讨论,还要考虑温度升高对晶格散射的影响,只能结合实例分析。你找到的第二个应该可以参考硅基半导体掺杂后电阻率随温度变化的情况,可以翻一翻刘恩科的《半导体物理》,讲的很清楚。

纯金属和大多数液体的热导率随温度的升高而降低,但水例外;非金属和气体的热导率随温度的升高而增大。其原因是:金属导热是电子与金属离子碰撞,电子动能转化为金属内能。温度越高,根据分子动理论,电子运动速率加剧,与金属离子碰撞的概率增大,这样电子气不易将动能传远(相当于限速),导热率自然下降。

电子在定向漂移运动中,受到的阻碍作用是电子与金属中晶体点阵上的原子实碰撞产生的。在金属导体中,晶体点阵上的原子实,虽然基本上保持规则的排列,但并不是静止不动的。每个原子实都在自己的规则位置附近不停地做热振动,整个导体中原子实的热振动并没有统一步调。这样,就在一定程度上破坏了原子实排列的规则性,形成了对电子运动的阻碍作用。原子实的热振动离开自己规则位置愈远,与电子相碰的机会愈多,电子漂移受到的阻碍作用就愈大,导体呈现的电阻也就大起来了,

对于金属导体材料,其热导率基本都是随着温度的升高而下降,一方面由于电阻率随着温度升高增大,电子传热减少,此外温度升高晶格振动剧烈,声子导热也下降;对于半导体材料,在本征激发温度以前,在离化杂质散射起主要作用温度以后,即在一定温区内,热导率也随着温度的升高而下降,当温度超过本征激发温度,少数载流子数量快速增加,多子和少子的复合过程加剧,增加额外的热传输,即双极扩散过程


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