Warum wird der widerstand eines halbleiters bei temperaturerhöhung kleiner?
Gefragt von: Frau Prof. Uschi Langer | Letzte Aktualisierung: 3. August 2021sternezahl: 4.9/5 (57 sternebewertungen)
Die Ladungsträgerbeweglichkeit in einem Halbleitermaterial wird durch die Temperatur beeinflusst. Bei einer höheren Temperatur stoßen die Ladungsträger öfter zusammen und werden somit unbeweglicher. ... Bei steigender Temperatur nimmt der Durchlasswiderstand (F = Forward) eines Halbleiters ab.
Warum sinkt der elektrische Widerstand bei Erwärmung von Halbleiter?
Wird ein Leiter erwärmt, so steigt sein elektrischer Widerstand minimal. Das liegt daran, dass die Kristallgitterschwingungen zunehmen, denn sie sind ein Hindernis für die Elektronen. Der Widerstand bleibt bei erwärmten Isolatoren unverändert. Wird ein Halbleiter erwärmt, so sinkt sein Widerstand allerdings sehr stark.
Warum sinkt der Widerstand bei Halbleitern?
Typische Halbleitermaterialien sind Germanium und Silizium. Im Unterschied zu den Metallen weist der elektrische Widerstand von Halbleitern einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, d. h. der Widerstand sinkt, wenn die Temperatur steigt. Ein reiner Halbleiter ist beim absoluten Nullpunkt (0 K) ein Isolator.
Wie erklärt man sich die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes eines Halbleiters?
Je höher die Temperatur ist, desto mehr Elektronen befinden sich im Leitungsband und desto mehr Löcher befinden sich im Valenzband. Die Ladungsträgerdichte ist daher bei Halbleitern stark temperaturabhängig.
Was passiert wenn ein Siliziumkristall erwärmt wird?
Bei tiefen Temperaturen sind Halbleiter Isolatoren. Bei Energiezufuhr z.B. durch Erwärmung werden Elektronen aus ihren Paarbindungen gelöst - es entstehen Leitungselektronen und Löcher.
NTC (Heißleiter) / PTC (Kaltleiter) - Temperaturabhängige Widerstände - einfach erklärt
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Wieso sind an der Eigenleitung immer gleich viele freie Elektronen und Löcher beteiligt?
Die freien Elektronen sind wesentlich beweglicher als die Löcher, das heißt, sie gelangen wesentlich schneller zur positiven Elektrode als die Löcher zur negativen Elektrode. Daher tragen die Elektronen auch mehr zur Eigenleitung bei als die Löcher.
Was ist eine Halbleiterschicht?
Zusammenfassung. Halbleiter sind eine Klasse von Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen denen von Metallen und Isolatoren liegt. Die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern ist abhängig von der Temperatur.
Wie hängt der elektrische Widerstand von der Temperatur ab?
Bei den meisten Leitern ändert sich der Widerstandswert pro °C (oder Kelvin) um 0,4%. Bei den meisten Leitern ändert sich der Widerstandswert pro °C (oder Kelvin) um 0,4%. Das heißt, ein Widerstand von R=1kΩ bei 20°C hat bei 21°C schon einen Wert von 1004Ω.
Wie verändert sich der Widerstand eines Heißleiters bei Temperaturerhöhung?
NTC-Widerstände verringern ihren Widerstandswert bei steigender Temperatur T und leiten dann besser. Bei sinkender Temperatur steigt der Widerstandswert und sie leiten schlechter. NTC-Widerstände leiten bei hohen Temperaturen besser als bei niedrigen Temperaturen.
Wie verhält sich der elektrische Widerstand in Metallen wie Eisen wenn sich die Temperatur verändert?
A D Querschnittsfläche des Leiters, konstant über die Länge l. bzw. der Widerstand zu. Weil der zweite Effekt überwiegt, nimmt der Widerstand eines metallischen Leiters mit steigender Temperatur zu.
Warum nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur zu?
Temperaturabhängigkeit. Bei steigender Temperatur schwingen die Gitterbausteine des Metalls stärker und behindern die Elektronen beim Fließen. Dadurch steigt der Widerstand.
Warum der spezifische Widerstand dotierter Halbleiter deutlich kleiner ist als der reiner Halbleiter bei gleicher Temperatur?
Durch die n-Dotierung stehen im dotierten Halbleiter mehr bewegliche negative Ladungsträger zur Verfügung als im nicht dotierten Halbleiter. ... Entsprechend ist der spezifische Widerstand des dotierten Halbleiters niedriger als der des reinen Halbleiters.
Was bestimmt die Konzentration der Leitfähigkeit von Halbleitern?
Bei einer Temperatur in der Nähe des absoluten Nullpunktes ist das Valenzband voll besetzt und das Leitungsband vollkommen frei von Ladungsträgern. ... Halbleiter haben also eine intrinsische, mit der Temperatur zunehmende elektrische Leitfähigkeit.
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Leitfähigkeit von Metallen?
In Metallen sinkt die Leitfähigkeit bei steigender Temperatur aufgrund zunehmender Gitterschwingungen, die den Elektronenstrom behindern. Sie haben einen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes.
Warum funktionieren Halbleiter?
Halbleiter nehmen eine Zwischenstellung zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren ein. Ihre Leitfähigkeit steigt mit zunehmender Temperatur an, ganz im Gegensatz zum Verhalten metallischer Leiter. Typische reine bzw. kristalline Halbleiter sind Germanium (Ge) und Silicium.
Was versteht man unter Widerstand?
Der Widerstand ist ein Maß für die Eigenschaft des Stromkreises, dem Stromfluss entgegenzuwirken. Der Widerstand wird in Ohm gemessen.
Wie ändert sich der Widerstand bei steigender Temperatur Eisen?
Metallische Leiter haben einen von der Temperatur ab- hängenden Widerstand. Bei metallischen Leitern nimmt der Widerstand mit der Temperatur zu, während bei Kohle der Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt. Auch reine Halbleiter haben die Eigenschaft, dass ihr Widerstand mit der Temperatur abnimmt.
Was macht ein temperaturabhängig Widerstand?
Man unterscheidet zwischen Thermistoren, deren Widerstand mit wachsender Temperatur abnimmt, und die deshalb als NTC-Widerstände (Negative Temperature Coefficient) oder als Heißleiter bezeichnet werden und zwischen solchen, deren Widerstand mit wachsender Temperatur ebenfalls wächst, und die dann PTC-Widerstände ( ...
Welche Faktoren beeinflussen den elektrischen Widerstand?
- die "Dicke" - besser, die Querschnittsfläche A eines Leiters.
- die Länge des Leiters.
- die Temperatur, die im Leiter herrscht.
- das Material, aus dem der Leiter besteht.