半导体与(金属)导体一样能使电流动,不过,一个重要的不同之处在于其电导率(或者电阻率)对温度依赖关系不同。当温度上升时,金属的电导率变小,即电阻率变大,电流减小[图 (a)];而半导体与其相反,随温度的升高,其电导率增大,即电阻率变小,电流增大[图 (b)]。当半导体的温度升到某一点时,其电导率与金属导体的相近。
图 金属与半导体对温度依赖关系
半导体的性质为什么不同于导体或绝缘体呢?这是因为载流子的数量不同。载流子的数量决定了物质的电导率和热导率。如果载流子数量大,电导率就高。
什么是载流子?载流子就是电荷的载体(电荷的运输者),也就是能够移动的荷电粒子。电子、正离子、负离子及半导体中的空穴(因电子跃迁缺失而留下的空位)都是载流子。由于载流子的移动,输运电荷,就产生了电流。具有众多个载流子的物质就是导体,相反,载流子少,甚至没有载流子的物质就是绝缘体,而可以改变载流子数量的物质就是半导体。
在导体中有众多个脱离原子束缚的自由电子可以运载电荷。但是,构成晶格的原子在不断地作热振动,这种热振动妨碍电子的顺畅移动。虽然载流子数量很多,可由于道路不畅通,限制了运输的电荷量。当温度上升时,晶格原子的热振动更加剧烈,使得电子移动更加缓慢,运输的电荷量更少。所以,温度上升时,导体的电阻变大。
半导体中的空穴是由于电子跃迁缺失而留下的空位。电子跃迁所需的能量很少,在常温下就能跃迁。但是,跃迁数目少,形成的空穴少,载流子必然也就少。即使晶格原子的影响不大,也就是说,即使道路是畅通的,但由于载流子数量少,所以运输的电荷量受到限制。但当温度上升时,由于能够跃迁的电子增多,形成的空穴增加,也就是说,随温度上升,载流子增多,运输的电荷量增加了。所以,半导体的电阻值是随温度上升而变小。
当光照射到半导体上时,半导体的状态也会发生变化,使得载流子数量大量增加。
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admin 回答于11-06
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请问如何注册呢
Quinn 回答于11-03
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心丶。
访客 回答于08-15
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admin 回答于07-20
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admin 回答于07-20
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