本征半导体电阻率随温度变化的物理机制及其影响

本征半导体的电阻率随温度升高而显著下降,这一现象主要归因于载流子浓度与迁移率的变化。在绝对零度附近,本征半导体几乎不导电,因为没有电子能够跃迁到导带。随着温度上升,更多的价电子获得足够能量以克服禁带宽度的限制,从而跃迁至导带,形成电子-空穴对。这导致了载流子浓度急剧增加,进而使得半导体的导电能力增强,电阻率随之减小。 此外,虽然温度升高也会导致载流子迁移率降低(主要是由于散射几率增加),但这种效应相对较小,不足以抵消载流子浓度增加带来的影响。因此,在大多数情况下,温度的升高会使得本征半导体的电阻率呈现下降趋势。这种特性使得本征半导体成为制造热敏电阻等温度敏感元件的理想材料,广泛应用于各种电子设备中。
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