Widerstand halbleiter temperatur

Dennis Rudolph

Dennis Rudolph hat Mechatronik mit Schwerpunkt Automatisierungstechnik studiert. Wie groß ist der Drahtwiderstand nach der Temperaturerhöhung?

Lösung: Der Aufgabenstellung entnehmen wir, dass der Ausgangswiderstand - also der Widerstand wenn es noch er kälter ist - mit R_k = 6 Ohm ist.

Das führt zu einem größeren Sperrstrom (R = Reverse).
Das Diagramm beschreibt die Abhängigkeit des Sperrstroms von der Sperrschichttemperatur bei einer Silizium-Diode. Das Durchlassverhalten bleibt davon nahezu unberührt. 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.

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. Halbleiter sind eine Klasse von Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen denen von Metallen und Isolatoren liegt.

Ihre Leitfähigkeit steigt mit zunehmender Temperatur an, ganz im Gegensatz zum Verhalten metallischer Leiter. Der Draht wird auf 72,5 Grad Celsius erwärmt. Damit haben wir unser Delta T. Doch dann wird es schwerer, denn wir können nicht einfach so in eine der Gleichungen einsetzen. Formeln was die Temperaturabhängigkeit von Widerständen angeht.

In den nächsten Abschnitten geht es erst einmal darum, wie sich der Widerstand ändert, wenn die Temperatur sich ändert. In diesem Artikel beleuchten wir, wie genau die Temperatur den elektrischen Widerstand beeinflusst.

Grundprinzip des elektrischen Widerstands

Der elektrische Widerstand (R) eines Leiters wird durch die Beziehung R = ρ\*L/A definiert, wobei:

• ρ (Rho) der spezifische Widerstand des Materials ist,
• L die Länge des Leiters ist,
• A die Querschnittsfläche des Leiters ist.

Der spezifische Widerstand ρ ist die Größe, die am meisten durch die Temperatur beeinflusst wird.

Widerstand in Metallen

In den meisten metallischen Leitern nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur zu.

Bei einer höheren Temperatur stoßen die Ladungsträger öfter zusammen und werden somit unbeweglicher. Der Temperaturkoeffizient Alpha stet ebenfalls in der Aufgabe. Gleichung ein

Widerstandsänderung berechnen Beispiele

Sehen wir uns zum besseren Verständnis einmal Beispiele an.

B. Platin, haben gut definierte Widerstandsänderungen in Abhängigkeit von der Temperatur. bzw. Damit gehen wir in die erste Gleichung und berechnen, dass der Widerstandswert um 1 Ohm steigt. Sie haben einen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes.

Warum funktionieren Halbleiter?

Halbleiter nehmen eine Zwischenstellung zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren ein.

Bei den meisten Leitern ändert sich der Widerstandswert pro °C (oder Kelvin) um 0,4%. Diese verstärkte thermische Bewegung führt zu mehr Kollisionen der frei beweglichen Elektronen im Metall, was deren Fluss behindert und somit den Widerstand erhöht.

Für Metalle kann der Zusammenhang zwischen Temperatur und Widerstand oft durch die Gleichung beschrieben werden:

R(T) = R₀ (1 + α(T – T₀))

Hierbei ist:

• R(T) der Widerstand bei Temperatur T,
• R₀ der Widerstand bei der Referenztemperatur T₀,
• α der Temperaturkoeffizient des Widerstands.

Widerstand in Halbleitern

Im Gegensatz zu Metallen nimmt der Widerstand in Halbleitern (wie Silizium und Germanium) mit steigender Temperatur ab.

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.

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In manchen Fällen ist dies völlig egal, in anderen ist die Änderung der Widerstandswerte jedoch sehr kritisch. 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%.

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. ... Doch soweit möchte ich hier nicht gehen. ... 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?

Es gibt vier Faktoren, die den Widerstand eines Leiters beeinflussen: