Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Теоретические положения. Исследование зависимости сопротивления собственных полупроводников от температуры.






    Лабораторная работа № 5

    Исследование зависимости сопротивления собственных полупроводников от температуры.

     

    Цель работы: исследование зависимости сопротивления полупроводника от температуры.

     

    Теоретические положения.

    К полупроводникам относят вещества, обладающие следующими свойствами:

    1. Значение удельного электрического сопротивления может изменяться в широком интервале от 10-5 до 108 Ом·м.

    2. С повышением температуры электрическое сопротивление таких веществ уменьшается.

    3. При контакте с металлом или другим полупроводником наблюдается выпрямляющий эффект (неомическое поведение контакта).

    Типичными представителями полупроводников являются кремний, германий, теллур.

    На внешней оболочке атомов кремния и германия находятся четыре валентных электрона, которые ковалентными связями связаны с валентными электронами соседних атомов кристалла.

    При абсолютном нуле температуры все электроны связаны со своими атомами, и проводимость отсутствует, т.к. отсутствуют свободные носители заряда.

    При Т > 0 К за счет хаотического теплового движения некоторые электроны могут приобрести энергию, достаточную для разрыва связи со своим атомом. Такие электроны могут перемещаться по всему объему кристалла и становятся электронами проводимости. В оставленных ими местах – вакансиях – образуется избыток положительного заряда. Во внешнем электрическом поле такая вакансия перемещается подобно положительному электрическому заряду – дырке (hole). Электропроводность собственных полупроводников обусловлена двумя типами носителей заряда: отрицательно заряженными электронами и положительными дырками. Концентрации электронов и дырок одинаковы и растут с повышением температуры по закону:

    - энергия активации собственной проводимости – минимальная энергия, необходимая для разрыва связи электрона с атомом.

    Поскольку удельное электрическое сопротивление обратно пропорционально концентрации свободных носителей, постольку оно с повышением температуры уменьшается по экпоненциальному закону:

    (1)

     

     

    Описание методики измерений.

     

    Значение электрического сопротивления зависит как от свойств материала образца, так и от размеров его:

    - длина;

    S – площадь поперечного сечения.

    Изменение сопротивления при изменении температуры характеризуют термическим коэффициентом сопротивления (ТКС):

    - значение сопротивления при данной температуре Т;

    dR – изменение сопротивления при изменении температуры на dT.

    ТКС показывает, на какую долю от первоначального изменяется сопротивление при изменении температуры на один градус. Для металлов , т.е. с ростом температуры сопротивление проводников увеличивается. Для полупроводников , т.е. с повышением температуры их сопротивление уменьшается.

     

    Сопротивление собственных проводников в соответствии с (1) при увеличении температуры уменьшается по экспоненциальному закону (рис.3):

    (2)

    В – некоторая постоянная для данного полупроводника, имеющая размерность сопротивления.

    - энергия активации собственной проводимости;

    Т = t°C +273, К – абсолютная температура;

    Дж/К – постоянная Больцмана.

    Для экспериментального определения значения Δ Е соотношение (2) логарифмируют:

    (3)

    Произведя замену переменных:

    получаем уравнение прямой (рис.4):

     

     


    Угловой коэффициент полученной прямой:

    Значение Δ Е можно определить по двум наиболее удаленным точкам графика, соответствующим парам значений температуры и сопротивления:

    (4)

    (5)

    Вычитая (5) из (4):

    (6)

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.