温度半导体的电阻率(温度半导体的电阻率是多少)

海潮机械 2023-03-14 21:08 编辑:admin 235阅读

一、半导体温度升高时电阻变大还是变小?

特性电阻率介于金属和绝缘体[1]之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10E-5~10E7欧姆·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物(硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。半导体:意指半导体收音机,因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。

二、为什么半导体电阻率温度系数为负?

是负的。

半导体的电阻率主要取决于载流子的浓度和迁移率,两者均与温度有关系。

对于纯半导体材料,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。

而电阻率下降,电阻减小。

三、半导体的电阻率范围是多少?

半导体的电阻率介于金属和绝缘体之间:室温时约在1mΩ·cm~1GΩ·cm之间(上限按谢嘉奎《电子线路》取值,还有取其1/10或10倍的)。

基本信息

晶向

电阻率与晶向有关。

对于各向异性的晶体,电导率是一个二阶张量,共有27个分量。

特别的,对于Si之类的具有立方对称性的晶体,电导率可以简化为一个标量的常数(其他二阶张量的物理量都是如此)。

载流子

电阻率的大小决定于半导体载流子浓度n和载流子迁移率μ:ρ=1/ nqμ。

对于掺杂浓度不均匀的扩散区的情况,往往采用平均电导率的概念;在不同的扩散浓度分布(例如高斯分布或余误差分布等)情况下,已经作出了平均电导率与扩散杂质表面浓度之间的关系曲线,可供查用。

温度

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。

本征激发温度

半导体开始本征激发起重要作用的温度,也就是电阻率很快降低的温度,该温度往往就是所有以pn结作为工作基础的半导体器件的最高工作温度(因为在该温度下,pn结即不再存在);该温度的高低与半导体的掺杂浓度有关,掺杂浓度越高,因为多数载流子浓度越大,则本征激发起重要作用的温度——半导体器件的最高工作温度也就越高。所以,若要求半导体器件的温度稳定性越高,其掺杂浓度就应该越大

四、半导体电阻率随温度变化怎么样的?高中的知识?

半导体随着温度升高,其电阻率是变小的。因为半导体材料的分子一般排列的比较有序,才导致可以用半导体材料做成二极管,具有单向导电性。

随着温度的升高,分子排列的无序性变大,导电性能变好。电阻率将会减小。

五、半导体的电阻率的3个特点是什么?

1.热敏特性

半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。例如纯锗,湿度每升高10度,它的电阻率就要减小到原来的1/2。温度的细微变化,能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。利用半导体的热敏特性,可以制作感温元件——热敏电阻,用于温度测量和控制系统中。值得注意的是,各种半导体器件都因存在着热敏特性,在环境温度变化时影响其工作的稳定性。

2.光敏特性

半导体的电阻率对光的变化十分敏感。有光照时、电阻率很小;无光照时,电阻率很大。例如,常用的硫化镉光敏电阻,在没有光照时,电阻高达几十兆欧姆,受到光照时.电阻一下子降到几十千欧姆,电阻值改变了上千倍。利用半导体的光敏特性,制作出多种类型的光电器件,如光电二极管、光电三极管及硅光电池等.广泛应用在自动控制和无线电技术中。

3.掺杂特性

在纯净的半导体中,掺人极微量的杂质元素,就会使它的电阻率发生极大的变化。例如.在纯硅中掺人.百万分之—的硼元素,其电阻率就会从214000Ω·cm一下于减小到0.4Ω·cm.也就是硅的导电能为提高了50多万倍。人们正是通过掺入某些特定的杂质元素,人为地精确地控制半导体的导电能力,制造成不同类型的半导体器件。可以毫不夸张地说,几乎所有的半导体器件,都是用掺有特定杂质的半导体材料制成的。