Hur förändras halvledarens resistans med temperaturen?


Learn about the Quantum D-Wave - Now in 15 Languages (Maj 2019).

Anonim

Halvledarens motstånd är intressant både när det gäller en mellanliggande position i storleksordningen mellan metaller och dielektrikum, och vad gäller ett tydligt beroende av temperatur.

Du behöver

  • Lärobok om elteknik, penna, pappersark

instruktion

1

Lär dig grundläggande information om halvledars struktur från läroböcker på elteknik. Faktum är att alla mönster som är karakteristiska för halvledare förklaras av karaktären av sin interna struktur. Förklaringen av denna natur är baserad på den så kallade bandteori av fasta ämnen. Denna teori förklarar principerna för organisering av den makroskopiska ledningsförmågan med hjälp av energidiagram.

2

Rita på en papper en vertikal axel som indikeras av energi. På denna axel kommer energierna (energinivåer) av elektroner av atomer av en substans att betecknas. Varje elektron har en uppsättning möjliga energinivåer där det kan vara. Det bör noteras att i detta fall kommer endast energinivåerna för elektronerna av atomernas yttre orbitaler att betecknas, eftersom de påverkar ämnets konduktivitet. Som det är känt finns det ett stort antal atomer i ett fast makroobjekt. Detta leder till det faktum att ett stort antal energinivåer visas på energidiagrammet för en given kropp, som nästan kontinuerligt fyller diagrammet.

3

Om du emellertid ritar alla dessa linjer korrekt, kommer du att märka att ett gap uppstår i något område, det vill säga det finns ett intervall av energidiagrammet där det inte finns några linjer. Således är hela diagrammet uppdelat i tre delar: valensbandet (lägre), det förbjudna bandet (inga nivåer) och ledningsbandet (övre). Ledningsbandet motsvarar de elektroner som vandrar i ledigt utrymme och kan delta i kroppens konduktivitet. Elektroner med energi från valensbandet deltar inte i konduktivitet, de är stelt kopplade till atomen. Energidiagrammet för halvledare i detta sammanhang är annorlunda genom att bandgapet är ganska litet. Detta leder till möjligheten för elektroner att överföra från valensbandet till ledningsbandet. Den vanliga konduktiviteten hos en halvledare vid rumstemperatur orsakas av fluktuationer som överför elektroner till ledningsbandet.

4

Tänk dig att halvledarsubstansen är uppvärmd. Värme leder till det faktum att valensbandets elektroner får tillräckligt med energi för att gå in i ledningsbandet. Således har fler och fler elektroner möjlighet att delta i kroppens ledningsförmåga, och i experimentet blir det klart att med ledande temperatur ökar konduktiviteten hos halvledaren.