- •Что такое полупроводник? Как осуществляется электропроводность в собственном и примесном полупроводниках?
- •Нарисуйте и поясните зонные диаграммы полупроводников.
- •От каких параметров зависит концентрация носителей в полупроводниках?
- •Нарисуйте и поясните зависимость концентрации носителей зарядов в полупроводниках от температуры.
- •Что такое подвижность и как она зависит от температуры?
- •Напишите формулу, нарисуйте график и поясните зависимость сопротивления полупроводника от температуры.
- •Как по температурным характеристикам полупроводников можно определить Eg, Ed, Ea ?
- •Как связана энергия активации Ea с Eg, Ed, Ea ?
- •Какой физический смысл у параметров терморезистора и b ?
- •Какие причины несовпадения графиков температурных характеристик, снятых на подъеме и спаде температуры ?
Напишите формулу, нарисуйте график и поясните зависимость сопротивления полупроводника от температуры.
Практически при исследовании температурной зависимости проводимости полупроводников часто пользуются не проводимостью, а сопротивлением полупроводника. Тогда формула (25) для сопротивления принимает вид , (26)
где R0 - условное сопротивление полупроводникового материала при , B = Ea / k - коэффициент температурной чувствительности, характеризующий физические свойства материала.
Зависимость сопротивления полупроводников от температуры значительно резче, чем у металлов. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) у них в десятки раз выше, чем у металлов и имеет отрицательный знак. Теплоэлектрический полупроводниковый прибор, использующий зависимость электрического сопротивления от температуры, предназначенный для регистрации изменения температуры окружающей среды, называется терморезистором или термистором. Он представляет собой обычное нелинейное полупроводниковое сопротивление с большим ТКС. Материалами для изготовления терморезисторов служат смеси окислов различных металлов: меди, марганца, цинка, кобальта, титана, никеля и др.
Из числа отечественных терморезисторов наиболее распространены кобальто-марганцевые (КМТ), медно-марганцевые (ММТ) и медно-кобальто-марганцевые (СТЗ) терморезисторы.
Как по температурным характеристикам полупроводников можно определить Eg, Ed, Ea ?
Как связана энергия активации Ea с Eg, Ed, Ea ?
, ,
Какой физический смысл у параметров терморезистора и b ?
Коэффициент температурной чувствительности B может быть определен из данных измерения сопротивления терморезистора при каких-либо двух температурах T1 и T2 :
; .
Поделив почленно эти выражения, получим
, (27)
откуда . (28)
По найденному значению вычисляется энергия активации полупроводникового материала:
. Температурный коэффициент сопротивления показывает относительное изменение абсолютной величины сопротивления при изменении температуры на 1 K
. Так как R = R0 exp (B/T), то .
Подставляя (31) в (30), получим: , .
Какие причины несовпадения графиков температурных характеристик, снятых на подъеме и спаде температуры ?