Изучение зависимости сопротивления проводников, страница 6

Собственная проводимость полупроводников. Зависимость сопротивления от температуры. Собственная проводимость возникает в результате перехода электронов с верхних уровней валентной зоны в зону проводимости. Энергий, необходимая для такого перехода, называется энергий активности собственной проводимости. При абсолютном нуле электроны полупроводника полностью заполняют валентную зону, а зона проводимости, отделённая от неё запрещённой зоной, свободна. При повышении температуры электроны с верхних уровней валентной зоны могут перейти на нижние уровни зоны проводимости. Наличие электронов в зоне проводимости обуславливает электронную проводимость. Одновременно в валентной зоне появляются вакантные места – дырки. Дырки в валентной зоне перемещаются в направлении поля. В полупроводниках данного типа проводимость определяется двумя типами носителей. Такая электронно-дырочная проводимость называется собственной, а полупроводник – собственным. Увеличение температуры собственного проводника ведёт к быстрому увеличению количества носителей тока, что приводит к падению его сопротивления:

где R₀ – сопротивление при абсолютном нуле, ∆Е – энергия активации. Зная изменение сопротивление проводника от температуры, легко экспериментально определить значение его энергии активации собственной проводимости, прологарифмировав уравнение (5):

.

Зависимость является линейной. Энергия активации определяется по формуле:

где φ – угол наклона прямой графика к оси абсцисс.