I. Мета роботи

Лабораторна робота № 2

Тема: Дослідження напiвпровiдникових матеріалів для терморезисторів.

I. Мета роботи

Вивчення особливостей електропровідності напiвпровiдникових матеріалів, дослідження температурних залежностей електропровідності, ознайомлення з конструкціями, властивостями та основними параметрами напiвпровiдникових терморезисторiв.

II. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ

2.1.Напівпровідником називається матеріал електропровідність якого обумовлена рухом електронів та «дірок» («дірка» - зона в якій знаходився від’ємний заряд, що робило цю зону нейтральною). Напівпровідникові матеріали поділяють на такі класи (коротка класифікація) В залежності від степені чистоти напівпровідника поділяються на власні та домішкові. Власні – це напівпровідники у котрих можливо знехтувати впливом домішокпри данній температурі. Домішкові – це напівпровідники, електрофізичні властивості яких в основному визначються домішками.

2.2.Терморезистором називають напівпровідник опір якого змінюеться при впливі на нього температури.. Терморезистор призначений для виявлення змін температури в середовищах. Малюнок умовного зображення терморезистора в схемах

2.3.Електропровідністю називається явище здатності матеріалу проводити електричний струм за рахунок наявності в нюму вільніх насійв заряду. Найбільшу електропровідність мають метали, найменшу діелектрики. Помужне положення займають напівпровідники..
Електропровідність у напівпровідниках може бути за рахунок електронів та «дірок».

2.4. Параметри, що характеризують електропровідність у напівпровідниках..Формули для опису параметрів напівпровідників та терморезисторів...

Зміна опору у робочому діапазоні температур для напiвпровiдникового терморезистора з негативним температурним коефіцієнтом опору (НТК-резистора, або NTC-R) відбувається за експонентним законом та описується формулами:

(3), або (4)

У формулах А і В – константи зразка матеріалу. Користуючись другою формулою, можна розрахувати енергію ……………………..……, вимірявши при двох температурах – Т2 і Т1 величини опору зразка R₂ і R₁.

Енергетична зонна діаграма напівпровідника (малюнок і роз'яснення до нього)

Рис.1. Зонна діаграма напівпровідника.

2.5. *Механізм електропровідності в напівпровідниках в напівпровідникахпри температурі 0 К всі електрони знаходіться у валентній зоні, а зона провідності абсолютно вільна. А отдже матеріал стае діелектриком. Для переведення частини електронів у зону провідності необхідний сильний енергетичний вплив, наприклад, нагрів. Навіть при кімнатній температурі невелика частка електронів переходить в зону провідності. При цюму утворюеться так звана «дірка». При подолбшому впливі температури на напівпровідник протікає явище рекомбінації. А отже приблизне зрівняння кількості дірок та електронів в зоні провідності для власних напівпровідників. А для примісних, в залежності від типу, при будь яких умах існує більша кількість дірок або електронів.

2.5.1.*Вплив температури на параметри електропровідності у напівпровідниках При впливі температури на напівпровідник у нюго змінюеться опір, а отже виникає явище електропровідності.

lns           1/T₂ 1/T₁ 1/T, K ^–1 Рис.2 Типовий графік температурної залежності електропровідності домішкового напівпровідника в широкому діапазоні температур (від 4,2 К і вище).  

1 – зана низьких температур. При нагріванні збільшуеться кількість електронів за рахунокзбільшення степені йонізації донорів.

2 – при цих температурахконцентрація носіїв заряду практично не змінюетьсяи практично рівна концентрації донорів. Цю частину температурної залежності прийнято називати областю виснаження домішок.

3 – область власної електропровідності. При цих температурах домінюючю роль починають відігравати перекид електронів через заборонену зону.

1/T₁ – точка якій відповідае темперетура Т₁ при якій всі електрони з домішок вже у зоні провідності, але вірогідність іонізації власних атомів ще дуже мала.

1/T₂ – точка якій відповідає температура Т₂ при якійвже пачинаеться йонізація власних атомів.

Дата добавления: 2015-07-20