ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. 11

ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ

ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКА

Цель работы: определение ширины запрещённой зоны собственного полупроводника.

Приборы и принадлежности: нагреватель, водяная баня, термометр, образец полупроводника, электронный омметр.

Схема опыта:

Рис. 28. Схема установки для исследования зависимости сопротивления полупроводника от температуры

Цифрами обозначены: 1 омметр; 2 водяная баня; З — образец полупроводника; 4 - термометр; 5 - нагреватель.

Методика измерений

Электропроводность веществ пропорциональна концентрации свободных носителей, поэтому при нагревании полупроводника она будет возрастать согласно (2.37) по экспоненциальному закону.

Экспериментально удобнее измерять не электропроводность, а сопротивление полупроводника. Сопротивление обратно пропорционально электропроводности, поэтому при увеличении температуры сопротивление полупроводника будет уменьшаться:

(2.40)

где - величина, зависящая от материала полупроводника, а - ширина запрещённой зоны.

Из (2.40) следует, что сопротивление собственного полупроводника уменьшается при нагревании по экспоненциальному закону. Это явление используется при работе термисторов - полупроводниковых сопротивлений, которые используются в технике в качестве миниатюрных датчиков температуры.

Для определения ширины запрещённой зоны по результатам опыта необходимо знать сопротивления и полупроводникового образца для двух значений температур Т₁ и Т₂. Решая совместно уравнения (2.40) для двух опытов, получим формулу для расчета :

(2.41)