为什么和硅相比,锗二极管受温度影响更大,和死区电压又有什么关系。

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-16
为什么硅二极管的死区电压比锗二极管的死区电压大?

你说的没错呀。
300K下,Si的禁带宽度是1.12eV,GeSi的禁带宽度是0.67eV,所以本征Ge的载流子浓度远高于Si的,其反向饱和电流密度I0也更大。
I = I0 * [exp(qV/(kT)) - 1]
所以Ge管开启电压更低。

所谓死区电压:由于PN结内部有自建电场,电子和空穴的漂移作用,其内部本身就具有一定的电能,也就是说它的内部本身带有电荷,利用它的单向导电性,其实就是给PN结加上外部电压,破坏了它内部自建电场的平衡。
在正向电压很小时,通过二极管的电流很小,只有正向电压达到某一数值Ur后,电流才明显增长。通常把电压Ur称为二极管的门限电压,也称为死区电压或阈值电压。由于硅二极管的Is远小于锗二极管的Is,所以硅二极管的门限电压大于锗二极管的门限电压。

工作原理
二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。
晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

一种现象的外在表现都有内在机理。
锗二极管的温度性能和死区电压之间
其实内在是有很大关联的,原因是因为锗和硅禁带宽度不同。锗的禁带宽度低,所以相对不耐温,但是死区小(死区大小在数值上等于禁带宽度对应电压值加绝对温度与温度系数(负的)的乘积)。因为锗禁带宽度小,所以电子更活跃,受温度的影响更大,外在表现就是温度稳定性差。

温度影响和死区电压没关系,这两者都跟硅锗材料有关,具体是材料中每升高1摄氏度电子的运动剧烈程度

因为锗的温度系数大呀!

  • 硅管和锗管哪个受温度影响明显
    答:锗的外层电子比硅外层电子活跃,对温度敏感 所以锗管受温度影响明显
  • 二极管硅和锗,哪个受温度影响较大
    答:锗管,锗对电子的束缚力较小,当温度升高时电子更活跃,
  • 为什么硅半导体器件比锗半导体的器件工作温度高
    答:因为硅的禁带宽度比锗的大,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。
  • 为什么硅半导体器件比锗半导体的器件工作温度高
    答:因为硅的禁带宽度比锗的大,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。
  • 二极管锗与硅材料哪个质量好
    答:1 硅的禁带宽度比锗宽,因此受温度影响比锗小。2 硅的氧化物十分稳定,可以低成本的解决掩蔽层绝缘问题,因此可以实现平面的集成电路,而锗一般只有合金管,无法形成集成电路。3 硅的氧化物适于做栅介质材料,因此可以做MOS结构,而MOS结构是现代数字电路的基础。4 硅很便宜,沙子而已,锗很贵。锗在...
  • 为什么本征硅温度升高8摄氏度,电阻率降低一倍,而锗需要12摄
    答:本征硅温度升高8摄氏度,电阻率降低一倍,而锗需要12摄的原因是对于锗来说每增加8摄氏度。ni增加一倍,电阻率下降一半,是才需要12摄来维持。电阻率主要取决于本证载流子浓度ni,ni随温度升高会急剧增加,室温时每8摄氏度,迁移率只是稍有下降。
  • 为什么说为什么硅的温度稳定性要比锗的好?
    答:半导体,自由电子和空穴的浓度n=p=A0*(T^3/2)*e^(-Eg0/2kT),T为绝对温度,Eg0为T=0K时的禁带宽度,硅原子为1.21eV,锗为0.78eV;k=8.63*10^-5eV/K为玻尔兹曼常数;A0为常数,浓度与温度关系极大,硅的禁带宽度大于锗的禁带宽度→硅的温度稳定性要比锗的好。
  • 硅管和锗管的区别
    答:硅二极管与锗二极管的区别主要如下:在电流相同时,锗管的直流电阻小于硅管的直流电阻。而硅管的交流电阻小于锗管的交流电阻。锗管的漏电流远远大于硅管,且随着温度的增加,漏电流也会剧烈的上升。也就是说锗管的“热稳定性”非常差。这就是锗管基本被淘汰的最主要的原因。根据实验研究,锗二极管正向在...
  • 晶体管中的锗管和硅管有什么不同
    答:你好:——★1、由于采用的半导体材料不同,锗管和硅管两者的主要区别是:锗管的漏电流远远大于硅管,且随着温度的增加,漏电流也会剧烈的上升。也就是说锗管的“热稳定性”非常差。这就是锗管基本被淘汰的最主要的原因。——★2、你可以做一个实验:①、锗管C通过2k电阻接6V负极,e极接正极,...
  • 为什么现在很少见到锗二极管或三极管了,而硅晶体管却很常见。
    答:锗管耐压低,结受温度影响变化大,电流导通小,而硅管就不同了,结受温度变化影响极小,电流导通大,耐压高,除硅二三极管外,常用大电流二极管,可控硅管等,现代大规模集成电路,芯片,太阳能电池板等大量使用。