Как изменяется сопротивление полупроводника при понижении температуры? при повышении температуры?
Сопротивление полупроводников изменяется по-разному при понижении и повышении температуры в сравнении с металлическими проводниками.
При понижении температуры:
У большинства интрузивных полупроводников, таких как кремний (Si) и германий (Ge), сопротивление уменьшается при понижении температуры. Это происходит из-за двух факторов: уменьшения теплового возбуждения электронов и уменьшения вклада допинга в общее сопротивление.
- Уменьшение теплового возбуждения электронов: При понижении температуры уровень энергии электронов снижается, что уменьшает их тепловое возбуждение. Как результат, электроны могут эффективнее перемещаться по кристаллической решетке полупроводника, что приводит к уменьшению сопротивления.
- Уменьшение вклада допинга: Полупроводники часто допируются путем введения примесей, чтобы изменить их электрические свойства. При понижении температуры концентрация свободных носителей заряда (электронов или дырок) уменьшается из-за уменьшения тепловой генерации свободных носителей и их рекомбинации. Это также приводит к уменьшению сопротивления полупроводника.
При повышении температуры:
Сопротивление полупроводников обычно увеличивается с повышением температуры. Это происходит из-за увеличения теплового возбуждения электронов и дырок, что приводит к увеличению рассеяния носителей заряда на решетке и увеличению сопротивления. Кроме того, при повышении температуры может происходить дополнительная ионизация примесей, что также вносит вклад в увеличение сопротивления.
Важно отметить, что зависимость сопротивления полупроводников от температуры может быть сложной и зависит от типа и состава полупроводника, а также от конкретной структуры и процессов, происходящих в нем.