Job 65
A kristály, minden energia szintet lehet osztani három energia sávokat. Az energia szintjét a vegyérték elektronok az atomok képeznek vegyértéksáv (lásd. Ábra. 3.). A szabad elektronok nem lehet bármilyen kristályos és diszkrét (néhány konkrét) energiatartalom. Energia szintű szabad elektronok a vámszabad területre vagy a vezetési sávban.
Szabad zóna el legyen választva a vegyérték sávú - az energia sávú az elektronok. DE méretű úgynevezett bandgap.
A hőmérséklet elektronok egy kristály töltött alacsonyabb energia szinten. Szerint a Pauli-elv. minden energia szinten lehet legfeljebb két elektron ellentétes forog.
V félvezetők hőmérsékleten 0 Ahhoz, hogy teljesen tele elektronok, a vegyérték sáv. A szabad terület az elektronok nem. Semiconductor bandgap kicsi: körülbelül 1 eV. A növekvő hőmérséklet, az elektronok energia nyerésére, tudja mozgatni a felette energiaszintet. Hőenergia az elektronok és az elektromos mező energia elegendő a jelenlegi átmeneti elektronok a vegyértéksáv a félvezető a vezetési sávban.
Amikor csatlakoztatja a félvezető a jelenlegi forrás áramkör elektromos térben. A szabad elektronok a vezetési sávban hatása alatt ez a mező ellentétes a mozgó mező (elektromos tér vektor) alkotnak egy félvezető elektronikus vezetőképesség. A vegyérték-elektron helyett az elmúlt kiegyenlítetlen marad pozitív elektromos töltésű - lyuk. Az az elektromos tér hatására a szomszédos elektron lecsökkenhet lyuk van kialakítva, balról elektron új lyukat. Azt mondhatjuk, hogy a lyukak mozoghat a területen. A lyukakat a vegyértéksáv a félvezető obrazuyutdyrochnuyu vezetőképesség. Elektron és lyuk vezetőképesség félvezető képezik kémiai fokozatú intrinsic vezetőképesség félvezető.
A villamos vezetőképesség a kristály arányos a koncentráció töltéshordozók (elektronok és lyukak). A elektronok eloszlását az energiaszintek jellemzi a Fermi funkció - Dirac
ahol E - energiájú elektron, EF - Fermi energia, k = 1,38 # 8729; 10 -23 J / K - Boltzmann állandó T - abszolút hőmérséklet a kristály.
- funkciója a Fermi-Dirac. amely meghatározza a valószínűsége, hogy az elektron olyan energiaszinten, ami az energia E.
A k = 1 olyan energiaszinten, ami 2 elektronmikroszkópos;
= 0,5 a energiaszintjét elektron 1;
= 0 az energia az elektronok szintjére nem.
A fém, a Fermi energia nevezzük maximális kinetikus energia, amely lehet a vezetési elektronok 0 ° C hőmérsékleten megfelelő energiaszinten a Fermi energia, az úgynevezett Fermi szintet. Így a Fermi szint - a felső energiaszint töltött elektronok a fém hőmérsékleten 0 K.
Az érték a Fermi szintet a félvezető kémiailag tiszta, mérve a vegyérték sáv megközelítőleg fele a bandgap
Ebből következik, hogy a Fermi szint közepén a zenekar rés. Ha az elektron energia, az a vezetési sávban van E, akkor a 3, hogy
Alacsony hőmérsékleteken, a (1) képletű egység a nevezőben elhanyagolható. Mivel az expressziós (3), a általános képletű (1) állítunk elő
A fajlagos vezetőképességét félvezető arányos a hordozó sűrűsége, ezért arányos a Fermi funkció - Dirac ((4) képletű), akkor tudjuk írni
ahol - állandó érték attól függően, hogy egy adott félvezető. Az ellenállás fordítottan arányos a vezetőképesség, ezért is képviselteti magát
Itt egy - egy tényező függően fizikai tulajdonságai a félvezető. Tól (5) világos, hogy a hőmérséklet növelésével az R ellenállás a félvezető csökken. Az elmélet szerint, ez a sáv mintázat magyarázata a következő: a hőmérséklet-növekedés megnöveli az elektronok száma a szabad zónában, és a lyukak száma a vegyérték sáv, ezért a vezetőképesség a félvezető növeljük, és az ellenállás csökken. A fémek a hőmérséklet növekedésével ellenállás növekszik.
Ahhoz, hogy meghatározzuk a bandgap must logaritmusa (5) képletű
Az együttható Egy ismeretlen, azonban, az első levelet a (6) képletű két eltérő hőmérsékleten T1 és T2
Kivonjuk az általános képletű (7), az expressziós (8)
Tól (9) képletű a bandgap kapott számítási képlet
Összehasonlítva képletek (10) és (11) képletű vegyületek előállíthatók
Hőmérsékleti együtthatója ellenállás mutatja a relatív ellenállás-változás hevítve anyag 1 K
A mértékegység az SI.
Figyelembe a származékot a hőállósága az (5) képletű felírható:
(13) képletű szubsztituált be (12) képletű, és mivel a rezisztencia az R (5), így
A számítási képlet hőmérsékleti együtthatója ellenállás a félvezető
A hőmérsékleti együttható ellenállásának félvezetők függ a hőmérséklettől és a kémiai anyag jellegét. A mínusz jel (14) egyenlet figyelembe veszi, hogy a hőmérséklet emelkedésével az ellenállást a félvezető csökken. A fémek, az ellenállás-hőmérséklet együttható pozitív.
Az 5. ábra egy diagram, a laboratórium beállítás. A termisztor 1, hőmérővel 5, és egy melegítő elhelyezett 4 zárt edényben.
Feszültség kerül a fűtés transzformátor (LATR) csatlakozik a hálózathoz 3. A termisztor - egy félvezető, melynek ellenállása a hőmérséklettől függ. Ellenállás mérést végezzük, 2. típusú P333 hidat.
A vizsgálatok OSMMT- termisztor 4 használt (ábra6) keverékéből álló oxidok réz és mangán. A termisztor 1 formájában rúd van egy zárt fém esetében 2. A tömítő 3 csap ón 4 réteg és az üveg szigetelő.
A termisztorok hőmérséklet mérésre használható.
1. az ellenállást a termisztor szobahőmérsékleten mért alkalmazásával 2 hídon.
2. Aktiválja a fűtés.
3. mérjük meg az ellenállást a termisztor minden C.
Végre 4 - 5 mérés, elkerülve a hőmérséklet emelésével tovább C
4. A mérési eredményeket feljegyezzük az 1. táblázatban.
5. Vegyük az ellenállás és a hőmérséklet, és a T koordináták LNR.
6. Számítsuk ki a értéke aktiválási energia (sávú), amelyet a képlet (10).
7. Számítsuk hőmérsékleti együtthatója ellenállás félvezető képlet szerinti (14).
8. Számítási eredmények, a táblázatban, és levonni.
6. teszt kérdések
1. Milyen az felosztása energiaszintek a környéken kristályos szilárd anyag?
2. Mivel a vegyérték sáv alakult?
3. kialakítva, a vezetési sáv (szabad terület)?
4. Mivel belső vezetőképessége félvezetők?
5. Melyik jog az elektronok eloszlását az energiaszintre?
6. Mi a fizikai értelmében a Fermi függvény - Dirac?
7. Hogyan működik a félvezető ellenállás egyre tempera túrák? (Construct grafikonja ez a funkció). Összehasonlítás fémekkel.
8. Mi hőmérsékleti együtthatója ellenállás? Mi való függőségét hőmérséklet? Hasonlítsuk össze a hőmérsékleti együtthatója ellenállás a félvezetők és a fémek.
B-6 Working. Tanulmány tulajdonságainak a p-n átmenet és eltávolítását a statikus jellemzők a tranzisztor
Ahhoz, hogy tanulmányozza a működését a félvezető dióda és tranzisztor. Változásainak nyomon követése az aktuális keresztül p-n átmenet függvényében a feszültség változás az előre és reteszelő irányban. Távolítsuk el a statikus jellemzői a tranzisztor.