ЯК змінюється опір напівпровідників при зміні температури

Опір напівпровідників є цікавим як в плані проміжного положення за своєю величиною між металами і діелектриками, так і в плані відмінною залежно від температури.

Вам знадобиться

Підручник з електротехніки, олівець, аркуш паперу

Інструкція

Освойте основні відомості про будову напівпровідників з підручників з електротехніки. Справа в тому, що всі закономірності, характерні для напівпровідників, пояснюються природою їх внутрішньої будови. Пояснення даної природи засноване на так званій зонної теорії твердих тіл. Дана теорія пояснює принципи організації провідності макротел допомогою енергетичних діаграм.

Накресліть на аркуші паперу вертикальну вісь, позначену енергією. На даній осі будуть позначатися енергії (енергетичні рівні) електронів атомів речовини. У кожного електрона є набір можливих енергетичних рівнів, на яких він може знаходитися. Варто зауважити, що в даному випадку будуть позначатися тільки енергетичні рівні електронів зовнішніх орбіталей атомів, тому що саме вони впливають на провідність речовини. Як відомо, атомів у твердому макротела величезна кількість. Це призводить до того, що на енергетичній діаграмі даного тіла з`являється величезна кількість ліній енергетичних рівнів, які майже безперервно заповнюють діаграму.

Однак, якщо ви правильно намалюєте всі ці лінії, то помітите, що в деякій області відбувається розрив, тобто існує такий проміжок енергетичної діаграми, в якому немає ліній. Таким чином, вся діаграма ділиться на три частини: валентна зона (нижня), заборонена зона (немає рівнів) і зона провідності (верхня). Зона провідності відповідає тим електронам, які блукають у вільному просторі і можуть брати участь у провідності тіла. Електрони, що мають енергію валентної зони, в провідності не беруть участь, вони жорстко прикріплені до атома. Енергетична діаграма напівпровідників в даному контексті відрізняється тим, що ширина забороненої зони досить мала. Це призводить до можливості для переходу електронів з валентної зони в зону провідності. Звичайну провідність напівпровідника при кімнатній температурі обумовлюють флуктуації, перекидають електрони в зону провідності.

Уявіть, що напівпровідниковий речовина нагрівається. Нагрівання призводить до того, що електрони валентної зони отримують достатньо енергії, щоб перейти в зону провідності. Таким чином, все більше і більше електронів отримують можливість брати участь у провідності тіла, а в експерименті стає видно, що при збільшенні температури збільшується провідність напівпровідника.