温度升高对导体和半导体性能的影响

温度升高对导体和半导体的影响是不同的。温度升高会造成导体晶格热运动加剧，会造成电阻的升高，因此导体多具有正的电阻温度系数。而对半导体来说，则由于温度的升高，使得载流子数量增多，迁移率加快，因而电阻变小。与此同时，漏电流也会增加。温度过高会使其性能劣化。

我以N型半导体给你举一个例子：单位体积的硅原子数为10^22cm^-3,若杂质含量为10^-4（万分之一），则杂质原子浓度为10^18cm^-3。在常温下，杂质能级上的电子即使只有十分之一被激发到导带中，其浓度也为10^17cm^-3。而常温下硅的本征载流子浓度只有10^10cm^-3的量级。可见N型半导体中多数载流子是电子，而少数载流子是本征载流子（电子空穴对）。可见，在室温附近，许多元素半导体本征载流子为数极少，所以本征半导体电阻仍很高。而在同一温度下，掺杂半导体的导电能力为本征半导体的数百倍及其以上。

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。

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