Изучение температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводников. Фетисов И.Н. - 1 стр.

         Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана

                                    И. Н. Фетисов
                ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ
             СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ

        Методические указания к лабораторной работе Ф-5 по курсу общей физики
                           Под редакцией Л.К.Мартинсона
                      Издательство МГТУ им.Н.Э.Баумана 1997

             Рассмотрены основные сведения об электропроводности твердых тел, описана
             лабораторная установка, изложена методика измерений сопротивления и тем-
             пературы.
             Для студентов 2-го курса всех специальностей.

                                     ВВЕДЕНИЕ
В работе приведены некоторые основные сведения об электропроводности твердых тел, дано
понятие о зонных диаграммах металлов, диэлектриков и полупроводников, рассмотрены
электронная и дырочная проводимость полупроводников, приведена теоретическая зависи-
мость электропроводности полупроводников от температуры.

Цель работы - изучение температурной зависимости сопротивления вольфрама и полупро-
водникового терморезистора в интервале от 295 до 650 К, сравнение эксперимента с теорией,
определение температурных коэффициентов сопротивления и энергии активации проводи-
мости полупроводника.

                              ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

                            Электропроводность твердых тел

Способность тела пропускать электрический ток под воздействием электрического поля на-
зывается электропроводностью (проводимостью). Зависимость между плотностью тока
 j = I / S , А/м2, и напряженностью поля Е , В/м, выражается законом Ома в дифференци-
альной форме
                                        !    !
                                        j = σE                                        (1)
Коэффициент пропорциональности σ, Ом м , называется удельной электропроводностью
                                       -1   -1

вещества. Обратная величина ρ = 1/σ есть удельное сопротивление.
Отметим некоторые электрические свойства твердых тел.
1. Для различных веществ ρ изменяется в огромных пределах: хороший проводник в 1025 раз
лучше проводит ток, чем хороший изолятор.
2. В порядке возрастания сопротивления все вещества разделены на три класса: проводники
(металлы), полупроводники и диэлектрики (изоляторы).
3. На электропроводность сильно влияет характер упаковки атомов в твердом теле. Напри-
мер, алмаз - диэлектрик, а графит - проводник, хотя оба они представляют различные кри-
сталлические формы углерода.
4. При добавлении примеси в чистый металл сопротивление образующегося сплава больше
сопротивления каждого компонента (рис. I). Напротив, примесь в чистом полупроводнике
резко уменьшает сопротивление; например, добавка 10-5 % мышьяка в германий снижает его