为什么半导体器件温度
㈠ 请问一下半导体器件温度升高为什么会失效啊
关键是任何半导体器件都存在一个最高工作温度,该温度由两个方面的内因素来决定:一是半导容体本征化,二是器件性能劣化。
任何型号的半导体在高温时都将转变为本征半导体——本征化,结果使得pn结消失;而现在几乎所有的器件都有pn结(MOS器件中也有源、漏pn结),因此高温时半导体器件会失效。
对于某些半导体器件,在还没有出现由于半导体本征化而引起的失效时,器件性能就已经劣化到不能使用的程度了(例如反向电流大大增加),那么这时器件的最高工作温度还将有所降低。
㈡ 为什么硅半导体器件比锗半导体的器件工作温度高
因为硅的禁带宽度抄比锗的袭大,且在相同温度下,锗的本征激发强于硅,很容易就达到较高的本征载流子浓度,使器件失去性能。在通常情况下,要使硅激发的本征载流子浓度接近掺杂电离的载流子浓度,所需的温度就要高于同样情况下的锗。所以,硅半导体器件比锗半导体的器件工作温度高。
(2)为什么半导体器件温度扩展阅读:
半导体禁带宽度与温度和掺杂浓度等有关:半导体禁带宽度随温度能够发生变化,这是半导体器件及其电路的一个弱点(但在某些应用中这却是一个优点)。半导体的禁带宽度具有负的温度系数。例如,Si的禁带宽度外推到0K时是1.17eV,到室温时即下降到1.12eV。
禁带宽度对于半导体器件性能的影响是不言而喻的,它直接决定着器件的耐压和最高工作温度;对于BJT,当发射区因为高掺杂而出现禁带宽度变窄时,将会导致电流增益大大降低。
㈢ 半导体为什么会容易受到温度影响会产生什么样的后果
因为半导体抄是靠电子和空穴的移动导电。未掺杂的半导体叫本征半导体,一般说来导电性远不如掺过杂的半导体,所以一般使用的都是掺杂半导体。掺入的杂质电离出的电子和空穴增强了半导体导电性,其电离率和温度密切相关,所以温度会影响半导体材料的电阻率。
对于掺杂半导体:温度很低时,本征激发忽略,主要由杂质电离提供载流子,它随温度升高而增加;散射主要由电离杂质决定,迁移率随温度升高增大,所以电阻率下降。
温度继续升高,杂质全部电离,本征激发还不显著时,载流子基本不变,晶格振动是主要影响因素,迁移率随温度升高而降低,所以电阻率随温度升高而增大。
温度继续升高到本征激发快速增加时,本征激发称为主要影响因素,表现出同本证半导体相同的特征。
㈣ 为什么将为什么半导体器件的温度稳定性差
因为半导体器件都是杂质半导体,通常温度区间(包括常温值)下器内件工作在杂质的强电容离区,载流子浓度是恒定的,基本不受外界影响;如果温度太高,半导体载流子以本征电离为主,则载流子浓度随外界影响太大,半导体的特性就没了,像pn结的整流特性和单向导通性,同样场效应管也不可以正常工作,甚至如果温度太高,pn结会发生击穿!
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㈤ 为什么半导体器件受温度影响
半导体材料在温度太低的情况下电子不容易漂移,而温度太高的话又会无规则漂移,所以就出现死机、烧毁等问题
㈥ 为什么半导体材料制成的器件都有一定的极限工作温度
热敏电阻是指电阻值随温度变化而变化的敏感元件。在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器;电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电 热敏电阻器 阻器。图中为四种常见的热敏电阻器的电阻-温度特性曲线。曲线 1是金属热敏电阻器。它的电阻值随温度上升而线性增加,电阻温度系数为+0.004K-1左右。曲线2是普通负温度系数热敏电阻器。它的电阻值随温度上升而呈指数减小,室温下的电阻温度系数为-0.02K-1~-0.06K-1。曲线3是临界热敏电阻器(CTR)。它的电阻值在某一特定温度附近随温度上升而急剧减小,变化量达到2~4个数量级。曲线4A和4B是钛酸钡系正温度系数热敏电阻器。前者为缓变型,室温下的电阻温度系数在+0.03~+0.08K-1之间;后者为开关型,在某一较小温度区间,电阻值急增几个数量级,电阻温度系数可达+0.10~+0.60K-1。 1871年西门子公司首先用纯铂制成测温用铂热敏电阻器,之后又出现纯铜和纯镍热敏电阻器。这类纯金属热敏电阻器有极好的重复性和稳定性。早在1834年以前,M.法拉第就发现硫化银等半导体材料具有很大的负电阻温度系数。但直到20世纪30年代,才使用硫化银、二氧化铀等材料制成有实用价值的热敏电阻器。1940年美国J.A.贝克等人发现某些过渡金属氧化物经混合烧结后,成为具有很大负温度系数的半导体,而且性能相当稳定。1946年后生产的普通负温度系数热敏电阻器,绝大多数是用这种合成氧化物半导体制成的。1954年P.W.哈依曼等人发现添加微量稀土元素的钛酸钡陶瓷具有较理想的正电阻温度系数,以后在此基础上制成了热敏电阻器,并发展成系列品种,应用范围日益扩大。
㈦ 为什么半导体器件都有一定的极限工作温度
这个是很好解释的,有些材料有半导体这个特性,是在一定温度,湿度等一些列条件下才具有的特性。当温度升高时,材料内部的分子机构有可能改变,也导致半导体特性减小或者消失。所以一般有其极限工作温度。
㈧ 为什么半导体器件的温度稳定性差是多子还是少子是影响温度稳定性的主要因素
多子,容易混淆,因为在一个半导体器件里多子也不确定是空穴还是版电子。举个例子:在pn结中,权p区杂质电离产生空穴,p为多子(p载流子浓度10^18cm^-3);n区杂质电离产生电子,n为多子(10^18cm^-3);常温下本征载流子浓度为10^10cm^-3,要控制其浓度值小于10^17cm^-3(假设),保证内电场的存在即pn结的有效性。若要计算温度极限,利用费米分布函数,就可得到其理论最大工作温度。
补充一点:咱们常用的半导体器件温度失效都指高温。
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㈨ 为什么半导体的温度不能过高
不能简单地说,半导体的电阻率是温度的单调递减函数.
在温度较低时,杂质专没有完全电离,这时随温属度升高,杂质电离增加直到完全电离,这段以载流子增加为主,所以电阻率降低;
随后温度升高,虽然本征激发开始,但载流子迁移率的下降对电阻率的升高影响更大,所以这段会使电阻率升高;
最后,温度的升高使本征激发带来的载流子浓度大大提高,超过了迁移率的下降对电阻率的升高影响,所以这段又会使电阻率降低.
㈩ 为什么半导体器件的温度稳定性
多子,容易混淆,因为在一个半导体器件里多子也不确定是空穴还是电子。举个例子:回在pn结中,p区杂质电离答产生空穴,p为多子(p载流子浓度10^18cm^-3);n区杂质电离产生电子,n为多子(10^18cm^-3);常温下本征载流子浓度为10^10cm^-3,要控制其浓度值小于10^17cm^-3(假设),保证内电场的存在即pn结的有效性。若要计算温度极限,利用费米分布函数,就可得到其理论最大工作温度。
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