什么影响半导体器件温度等级
1. 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。
2. 如何降低温度对半导体器件的影响
温度对光敏电阻的影响很难排除,一般可采用外部降温的方法,如气冷、水冷或机械做功冷却等,来保证光敏电阻正常工作。
3. 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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4. 半导体温度稳定性差的原因,另外是受多子还是少子影响
温度稳定性差的原因:
1、少数载流子浓度与温度有关。(随着温度的升高而变窄)
2、禁带宽度与温度有关。(随着温度的升高而呈指数式增加)
主要是受多子影响。半导体禁带宽度小,受热后外层成键电子容易跃迁到激发态成为参与导电的载流子,导电性能提高,所以温度稳定性差。所以多子起主要作用。
半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
半导体的重要性是非常巨大的,今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。
(4)什么影响半导体器件温度等级扩展阅读:
半导体应用
光伏应用
半导体材料光生伏特效应是太阳能电池运行的基本原理。现阶段半导体材料的光伏应用已经成为一大热门 ,是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。
太阳能电池的主要制作材料是半导体材料,判断太阳能电池的优劣主要的标准是光电转化率,光电转化率越高 ,说明太阳能电池的工作效率越高。根据应用的半导体材料的不同 ,太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池。
照明应用
LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管,采用LED技术半导体光源体积小,可以实现平面封装,工作时发热量低、节能高效,产品寿命长、反应速度快,而且绿色环保无污染,还能开发成轻薄短小的产品 ,一经问世 ,就迅速普及,成为新一代的优质照明光源,
目前已经广泛的运用在我们的生活中。如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明等各个领域 ,都有应用。
大功率电源转换
交流电和直流电的相互转换对于电器的使用十分重要 ,是对电器的必要保护。这就要用到等电源转换装置。碳化硅击穿电压强度高 ,禁带宽度宽,热导性高,因此SiC半导体器件十分适合应用在功率密度和开关频率高的场合,电源装换装置就是其中之一。
碳化硅元件在高温、高压、高频的又一表现使得现在被广泛使用到深井钻探,发电装置中国的逆变器,电气混动汽车的能量转化器,轻轨列车牵引动力转换等领域。由于SiC本身的优势以及现阶段行业对于轻量化、高转换效率的半导体材料需要,SiC将会取代Si,成为应用最广泛的半导体材料。
5. 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。
6. 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。
希望你能满意!
7. 半导体为何有热敏特性和光敏特性为什么温度对半导体器件性能影响很大
半导体为何有热敏特性和光敏特性?
答:热敏特性是因为热可以使少子的运动更内加剧烈容。增加电子与空穴的复合几率。光可以让载流子获得能量,更容易穿过禁带。宏观上来说就表现为加热与光照的时候,电流变大。这就是热敏特性和光敏特性。
为什么温度对半导体器件性能影响很大?
答:温度一般只影响少子,但是电流一般就是由少子产生的。温度的改变会影响少子的运动。怎么影响的上题回答了。
8. 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。
9. 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
10. 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。
(10)什么影响半导体器件温度等级扩展阅读:
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。