Физико-химические основы РЭС. Методическое пособие - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

На рис. 7.3 приведены графики зависимости сопротивления от тем-
пературы. Из них видно, что сопротивление металла при Т = 0 стремится
к нулю, в то время как для полупроводников и диэлектриков оно при-
ближается к бесконечности.
Таким образом, различия в электропроводности (величине
обратной сопротивлению) между металлами и полупроводниками
– качественное, а между полупроводниками и диэлектриками –
количественное.
Проводимость у полупроводников возникает лишь в результате
возбуждения электронов, что означает перевод электронов из валент-
ной зоны в зону проводимости. Это может осуществляться путем на-
грева или облучения.
Удельная проводимость полупроводника описывается соотношением
)(
pinii
pne
µ
+
µ
=
σ
, (7.1)
где n
i
и р
i
– концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике; µ
n
, µ
p
– их подвижности.
Учитывая зависимость концентрации носителей заряда от температуры, получим
)2/exp(
0
kTE
gi
−
σ
=
σ
, (7.2)
где
0
σ – константа; E
g
– ширина запрещенной зоны; k – постоянная Больцмана.
Логарифмируя (7.2), находим
Tk
E
g
i
1
2
lnln
0
−σ=σ . (7.3)
В координатах )1(ln Тf=σ – это линейная зависимость, по углу наклона которой можно определить
ширину запрещенной зоны. В случае примесного полупроводника график будет иметь точку перелома,
разделяющую его на области примесной и собственной проводимости, которые отличаются энергией
активации (а значит и углом наклона).
Порядок выполнения работы
1 Установить образец полупроводника в измерительную кассету и поместить в ванну термостата
(рис. 7.4).
Рис. 7.4 Схема установки для
изучения зависимости
электросопротивления
полупроводников от темпе-
ратуры:
1 – образец полупроводника;
2 – электропечь; 3 – термопара;
4 – омметр
2 Включить омметр и милливольтметр, дать им прогреться в течение 10 … 15 мин. Провести не-
сколько измерений электросопротивления при комнатной температуре, проверить стабильность показа-
ний омметра.
3 Включить нагрев печи и провести измерения электросопротивления при температуре 20 … 120 °С
через 5 °С. Данные занести в табл. 7.1.
Рис. 7.3 Зависимость
сопротивления твер-
дых тел от температу-
R, Ом
Т, К
2
1
2 1
3
4

Страницы