半导体的电阻为什么随温度升高而降低

半导体的电阻为什么随温度升高而降低,第1张

因为在一定温度下,半导体的电子空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。

半导体的五大特性∶掺杂性,热敏性,光敏性,负电阻率温度特性,整流特性。在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。

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掺杂对半导体结构的影响:

1、掺杂之后的半导体能带会有所改变。依照掺杂物的不同,本质半导体的能隙之间会出现不同的能阶。施主原子会在靠近传导带的地方产生一个新的能阶,而受主原子则是在靠近价带的地方产生新的能阶。

2、掺杂物依照其带给被掺杂材料的电荷正负被区分为施主与受主。施主原子带来的价电子大多会与被掺杂的材料原子产生共价键,进而被束缚。

3、掺杂物对于能带结构的另一个重大影响是改变了费米能阶的位置。在热平衡的状态下费米能阶依然会保持定值,这个特性会引出很多其他有用的电特性。

参考资料来源:百度百科-半导体

                      百度百科-半导体电阻率

温度稳定性差的原因:

1、少数载流子浓度与温度有关。(随着温度的升高而变窄)

2、禁带宽度与温度有关。(随着温度的升高而呈指数式增加)

主要是受多子影响。半导体禁带宽度小,受热后外层成键电子容易跃迁到激发态成为参与导电的载流子,导电性能提高,所以温度稳定性差。所以多子起主要作用。

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

半导体的重要性是非常巨大的,今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

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半导体应用

光伏应用

半导体材料光生伏特效应是太阳能电池运行的基本原理。现阶段半导体材料的光伏应用已经成为一大热门 ,是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。

太阳能电池的主要制作材料是半导体材料,判断太阳能电池的优劣主要的标准是光电转化率,光电转化率越高 ,说明太阳能电池的工作效率越高。根据应用的半导体材料的不同 ,太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池。

照明应用

LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管 ,采用LED技术半导体光源体积小,可以实现平面封装,工作时发热量低、节能高效,产品寿命长、反应速度快,而且绿色环保无污染,还能开发成轻薄短小的产品 ,一经问世 ,就迅速普及,成为新一代的优质照明光源,

目前已经广泛的运用在我们的生活中。如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明等各个领域 ,都有应用。

大功率电源转换

交流电和直流电的相互转换对于电器的使用十分重要 ,是对电器的必要保护。这就要用到等电源转换装置。碳化硅击穿电压强度高 ,禁带宽度宽,热导性高,因此SiC半导体器件十分适合应用在功率密度和开关频率高的场合,电源装换装置就是其中之一。

碳化硅元件在高温、高压、高频的又一表现使得现在被广泛使用到深井钻探,发电装置中国的逆变器,电气混动汽车的能量转化器,轻轨列车牵引动力转换等领域。由于SiC本身的优势以及现阶段行业对于轻量化、高转换效率的半导体材料需要,SiC将会取代Si,成为应用最广泛的半导体材料。

参考资料来源:百度百科-半导体


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