硅的电导率为什么会受温度影响

发布网友发布时间：2023-05-26 09:08

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热心网友时间：2024-12-05 03:28

首先要明白硅是半导体，这点跟金属的性质是不同的。

半导体的导电主要依赖载流子，也就是电子（electrons) 和空穴 (holes)。相反，在金属中，电子不受束缚，可以自由流动，金属的导电主要依赖自由电子。
从能带理论中，半导体存在价带和导带。电子最初是被束缚在价带的共价键中，在绝对零度下，电子是不能运动的。随着温度升高，共价键逐渐断裂，电子脱离束缚，跃迁到导带中，相应地在原来的位置形成一个空位（holes)，载流子浓度因此升高。
在外部电场的作用下，电子迁移，填补到旁边的空位中，这个过程，会产生新的空位。由于在电场中，由于电荷相反，电子的移动方向和空位的移动方向是相反的，在半导体中，空位和电子共同形成电流。
电流的密度（J）可以有电子的电流密度（Je)和空穴的电流密度（Je)相加。

其中pµh+nµe 是半导体的电导率，E是电场。n和p分别是电子和空穴的浓度，v是迁移速度，µ是迁移率。
载流子浓度随温度的变化有以下公式表示：

计算可以发现，单位摄氏度下，硅的电导率可以升高8%。因此硅也可以用来做热阻器，测量温度。计算可以发现，单位摄氏度下，硅的电导率可以升高8%。因此硅也可以用来做热阻器，测量温度。
温度过高，电导率下降，温度高了载流子浓度也高了，1600度时都快熔化了,，载流子已经充分激发了, 这时电阻率和温度的关系就和金属类似了。