Влияние внешних факторов на электропроводность
Управляемость электропроводностью полупроводниковых материалов посредством электрического поля положена в основу принципа действия …
варисторов
терморезисторов
тензорезисторов
фоторезисторов
Решение:
Управляемость электропроводностью полупроводниковых материалов посредством электрического поля положена в основу принципа действия варисторов.
Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления полупроводников в широком интервале температур …
отрицательный
положительный
равен нулю
не зависит от температуры
Решение:
Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления полупроводников в широком интервале температур отрицательный, то есть сопротивление полупроводников при увеличении температуры уменьшается.
Собственные полупроводники
Собственными называются полупроводники, не содержащие примесей. Простых полупроводников существует всего девять, они приведены в табл.3.2. В современной технике приобрели особое значение кремний, германий и частично селен.
Таблица 3.2.
Простые полупроводники
Элемент |
Группа |
ΔW,эВ |
Бор (В) |
III |
1,10 |
Кремний (Si) |
IV |
1,12 |
Германий (Ge) |
IV |
0,72 |
Фосфор (Р) |
V |
1,50 |
Мышьяк (Аs) |
V |
1,20 |
Сера (S) |
VI |
2,50 |
Селен (Se) |
VI |
1,70 |
Теллур (Те) |
VI |
0,36 |
Йод (I) |
VII |
1,25 |
(В некоторых модификациях свойствами полупроводников обладают еще олово (серое), сурьма и углерод).
Германий – один из наиболее тщательно изученных полупроводников, и многие явления, характерные для полупроводников, впервые экспериментально были обнаружены на этом материале.
Содержание германия в земной коре невелико, около 7·10-4%.
Полупроводник должен быть тщательно очищенный. Один из способов очистки – метод зонной плавки. Данный метод заключается в том, что большинство примесей обладает большей растворимостью в жидкой фазе германия, чем в твердой, и уносится с расплавленной зоны.
По этому методу (рис.3.13) очистки слиток германия (3) помещают в графитовую лодочку (4), заключенную в кварцевую трубку (1), по которой непрерывно проходит инертный газ. Высокочастотный контур (2) имеет несколько витков, каждый виток даёт узкую зону плавления (6), которая медленно перемещается вдоль очищаемого образца, так как витки двигаются вместе с кареткой (5). В результате такой очистки примеси концентрируются у одного конца слитка, от которого затем отрезается загрязненная часть длиной 20÷25 мм.
Рис. 3.13. Схема устройства для зонной плавки:
1- кварцевая труба; 2-витки контура высокочастотного генератора;3-слиток очищаемого германия; 4-графитовая лодочка; 5-перемещающаяся каретка, на которой укреплены витки; 6-зоны плавления (зачернены) в плоскости витков
Кремний, как и германий, относится к IV группе таблицы Д.И.Менделеева. Он является одним из самых распространенных элементов в земной коре, его содержание в ней примерно 29%. Однако, в свободном состоянии в природе он не встречается.
Кремний лучше очищать методом бестигельной зонной плавки (рис.3.15.)
Рис.3.15. Схема бестигельной зонной плавки: 1 − монокристалл; 2 − расплавленная зона; 3 − индуктор; 4 − полукристаллический стержень
В этом случае слиток закрепляется в вертикальном положении, а расплавленную зону, образовавшуюся под витком высокочастотного индуктора, перемещают вдоль слитка вниз и вверх, концентрируя примеси в одном из концов слитка. Образовавшаяся узкая расплавленная зона удерживает между собой твердые части слитка за счет сил поверхностного натяжения.
