Нижегородский государственный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ

по курсу «Материаловедение»

Нижний Новгород 2005

УДК 621.313

Составитель: А.В. Богатырева

Методические указания к лабораторной работе «Исследование зависимости электропроводимости полупроводников от напряжения и температуры среды» для студентов специальностей 100200, 100400, 180400, 180500, 180700, 180800, 180900, 200400 / НГТУ; Сост.: А.В. Богатырева - Н. Новгород.2005. - 18с.

Даются описание лабораторных установок, порядок выполнения работы, задания и краткие сведения из теории.

Редактор: Э.Б. Абросимова

Подп. к печ. 18.04.2005. Формат 60х84^I /16. Бумага газетная. Печать офсетная. Печ.л. . Уч.-изд. л. . Тираж 200 экз. Заказ .

___________________________________

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ. 603600, Н. Новгород, ул.Минина, 24.

© Нижегородский государственный

технический университет, 2005

ВВЕДЕНИЕ

Полупроводниковые материалы обладают проводимостью, кото­рой можно управлять, изменяя напряжение, температуру, освещенность и другие факторы. По способности проводить электрический ток по­лупроводники занимают промежуточное положение между провод­никами и диэлектриками. Удельное электрическое со­противление для полупроводников составляет 10^-6…10⁹ Ом∙м. Эти гра­ницы условны и в определенном диапазоне перекрываются. Это свя­зано с особенностями этих групп материалов.

Одной из особенностей полупроводниковых материалов явля­ется, их поведение при изменении температуры. В отличие от проводников у полупроводников при умень­шении температуры их удельная элек­трическая проводимость уменьшает­ся, а при стремлении температуры к О К полупроводники прекращают проводить электрический ток и пере­ходят в разряд диэлектриков. При по­вышении температуры удельная элек­трическая проводимость полупроводников резко увеличивается.

Рис. 1. Зависимость удельной проводимости металлов (1) и полупроводников (2) от температуры

Такой характер поведения полупроводни­ков при изменении температуры позволяет использовать тепло для управления их удельной электрической проводимостью.

Поведение полупроводника зависит также от его внутренней структуры. В проводниковых материалах проводимость связана с появлением свободных зарядов, что вызвано изменением темпера­туры и внутренним строением проводника. Для появления свободных носителей заряда в полупроводниковом материале требуется внешняя энергия (тепловая, механическая нагрузка, облучение ядер­ными частицами, электрическое и магнитное поля и т.д.).

Электропроводность полупроводника резко изменяется при вве­дении в него даже незначительного числа атомов примесного ве­щества. Она зависит также не только количества, но и вида посто­роннего элемента.