半导体电阻随温度变化的原因

在半导体材料中,电阻率随温度变化的关系与金属不同。对于大多数金属而言,电阻随温度升高而增大,因为温度上升导致晶格振动加剧,增加了电子移动时的散射机会。然而,在半导体中,电阻随温度升高而减小的现象主要是由于载流子浓度的变化。 半导体内部存在禁带,即价带和导带之间的能量间隙。在绝对零度下,所有的电子都处于价带,没有自由电子参与导电。随着温度的升高,一些电子获得足够的热能跃迁到导带,成为自由电子,从而增加了导电的载流子数量。尽管温度上升同样会导致原子振动增强,增加电子与晶格碰撞的机会(即散射效应),但载流子浓度的增加通常是更主要的因素,因此总体上表现为电阻随温度升高而下降。这种特性使得半导体材料在温度传感器和温度控制电路中有广泛的应用。
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