Контрольные вопросы

1. Какие материалы относятся к классу полупроводников?

2. Основные характеристики полупроводниковых материалов?

3. Какие факторы определяют электрическую проводимость полупроводников?

4. Что такое собственная и примесная проводимость?

5. Какие параметры полупроводников можно определить из температурной зависимости их сопротивления?

6. Чем отличается температурная зависимость удельного сопротивления собственного полупроводника от примесного?

7. Что такое собственный, донорный и акцепторный полупроводник?

8. Что такое примесь замещения и внедрения?

9. Как зависит подвижность носителей заряда в собственном полупроводнике от температуры?

10. Чем обусловленная температурная зависимость электропроводности полупроводника?

11. Какие параметры характеризуют примесные полупроводники?

12. Как изменяется подвижность носителей заряда в примесных полупроводниках с температурой?

13. Как влияет температура на электропроводность примесных полупроводников?

Лабораторная работа № 3 исследование температурной зависимости металлических проводников

Цель работы - изучить влияние температуры и содержания примеси на сопротивление металлических проводников.

([1], с. 186-229; [2], с. 27-89)

Методика проведения эксперимента

Исследуются металлические сплавы на основе меди и никеля (типа константана), а также никеля и хрома (типа нихрома). Их основные параметры приведены в табл. 3.1.

Удельное сопротивление проводника можно определить так:

, (3.1)

где R - сопротивление проводника; l - длина; S - площадь поперечного сечения.

Таблица 3.1

№ п/п	Состав	Длина, м	Диаметр, мм	Т, °С	R, Ом	ρ, мкОм·м	αρ, К^-1
1 2 3 4 5	Сu 85% + Nі 15% Сu 60% + Nі 40% Сu 20% + Nі 80% Сu 100% Nі 80% + Cr 20%	8,7 6,2 7,7 30,0 6,5	0,17 0,18 0,12 0,08 0,40

Температурный коэффициент удельного сопротивления определяется по температурной зависимости удельного сопротивления проводника:

(3.2)

где ρ - удельное сопротивление при комнатной температуре; dρ/dT - наклон прямой в координатах ρ = f(T).

Для снятия температурной зависимости сопротивления металлических проводников используется следующая схема измерения (рис. 3.1).

Задание к лабораторной работе

1. Поместить плату с исследуемыми образцами в термостат.

2. Измерить тестером Щ4313 сопротивление всех металлических проводников при комнатной температуре. Образцы выбирают переключателем "Выбор образца", расположенным на стенде, согласно табл. 3.1.

3. Включить термостат и измерить комнатную температуру.

4. По мере прогрева образцов измерять значение сопротивления каждого образца и температуры через каждые 5° в интервале 20...70 °С.

5. Рассчитать удельное сопротивление образцов при каждом значении температуры по (3.1) и построить график зависимости удельного сопротивления от температуры для каждого образца.

6. По наклону прямой зависимости удельного сопротивления от температуры определить температурный коэффициент удельного сопротивления для каждого материала, используя (3.2).

7. Построить график зависимости удельного сопротивления и температурного коэффициента удельного сопротивления для первых четырех образцов от содержания сплава медь-никель.

8. Сравнить полученные значения удельного сопротивления и температурного коэффициента удельного сопротивления со справочными.

9. Сделать выводы о влиянии температуры и примеси на удельное сопротивление и температурный коэффициент удельного сопротивления металлических проводников.