
- •Лабораторная работа № 5 Исследование зависимости сопротивления собственных полупроводников от температуры.
- •Теоретические положения.
- •Описание методики измерений.
- •Описание установки.
- •Порядок выполнения работы.
- •Обработка результатов эксперимента.
- •Контрольные вопросы.
- •Факторы, определяющие значение сопротивления проводников и полупроводников.
- •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).
- •Зависимость сопротивления проводников и полупроводников от температуры.
- •Физический смысл температурного коэффициента сопротивления.
- •Вывести уравнения (6)
Вывести уравнения (6)
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 ΔЕ соотношение (2) логарифмируют:
(3)
Произведя замену переменных:
получаем уравнение прямой (рис.4):
Рис.3. Зависимость
сопротивления полупроводника от
температуры.
Рис.4. Линеаризованная
зависимость
Угловой коэффициент полученной прямой:
Значение ΔЕ можно определить по двум наиболее удаленным точкам графика, соответствующим парам значений температуры и сопротивления:
(4)
(5)
Вычитая (5) из (4):
(6)