ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ Выполнил студент -------------------------, группа ----------, дата -------. Допуск ______________ Выполнение __________ Зачет ________________ Цель работы: построить зависимость электропроводности полупроводника от температуры и определить ширину запрещённой зоны. Приборы и материалы
Теоретические сведения Основные понятия и законы 1.1. Полупроводники Полупроводни́ки – широкий класс веществ, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводников, отличающих их от металлов, является увеличение электрической проводимости с ростом температуры. Проводимость полупроводников сильно зависит от температуры. Вблизи температуры абсолютного нуля полупроводники имеют свойства диэлектриков. В связи с этим полупроводники от металлов отличают по целому ряду признаков: · удельное сопротивление у полупроводников при обычных условиях гораздо больше, чем у металлов; · удельное сопротивление чистых полупроводников уменьшается с ростом температуры (у металлов оно растет); · при освещении полупроводников их сопротивление значительно уменьшается (на сопротивление металлов свет почти не влияет): · ничтожное количество примесей оказывает сильное влияние на сопротивление полупроводников. К полупроводникам принадлежат 12 химических элементов в средней части таблицы Менделеева – В, С, Si, Ρ, S, Ge, As, Se, Sn, Sb, Те, I, соединения элементов третьей группы с элементами пятой группы, многие оксиды и сульфиды металлов, ряд других химических соединений, некоторые органические вещества. Почти все неорганические вещества окружающего нас мира – полупроводники. Самым распространённым в природе полупроводником является кремний, составляющий почти 30 % земной коры. Наибольшее применение для науки и техники имеют германий Ge и кремний Si. Носителями заряда в полупроводниках являются электроны проводимости и дырки. В идеальных кристаллах они появляются всегда парами, так что их концентрации равны. В реальных кристаллах, содержащих примеси и дефекты структуры, равенство концентраций электронов и дырок может нарушаться и проводимости осуществляется практически только одним типом носителей. Поэтому полупроводники могут быть чистыми и с примесями. Соответственно различают собственную и примесную проводимость полупроводников. В зависимости от того, отдаёт ли примесной атом электрон или захватывает его, примесные атомы называют донорными или акцепторными. Таким образом, примеси в свою очередь делят на донорные и акцепторные. Характер примеси может меняться в зависимости от того, какой атом кристаллической решётки она замещает, в какую кристаллографическую плоскость встраивается. 1.2. Проводимость полупроводников При приложении электрического поля к однородному полупроводнику в последнем протекает электрический ток. При наличии двух типов свободных носителей – электронов и дырок – проводимость полупроводника будет определяться суммой электронной и дырочной компонент проводимости. Для легированных полупроводников концентрация основных носителей всегда существенно больше, чем концентрация неосновных носителей, поэтому проводимость таких полупроводников будет определяться только компонентой проводимости основных носителей. По типу проводимости полупроводники бывают собственными и примесными.
|
