PÓŁPRZEWODNIK SAMOISTNY jest to monokryształ półprzewodnika pozbawionego defektów sieci krystalicznej i domieszek, czyli nie zawierają obcych atomów w sieci krystalicznej.

W półprzewodnikach już w temperaturze 300 K (a nawet niższej) pewna część elektronów przechodzi do pasma przewodnictwa, pozostawiając miejsca nie obsadzone w paśmie podstawowym. Miejsca te mogą być zajmowane przez elektrony usytuowane na niższych poziomach w tym paśmie.

Półprzewodnik niesamoistny jest wówczas, gdy w sieci krystalicznej monokryształu zamiast atomów pierwiastka materiału półprzewodnikowego znajduje się inny atom ( np. w sieci krystalicznej krzemu znajduje się fosfor).

Powstaje wówczas tzw. półprzewodnik domieszkowany, a ten inny atom nazywamy domieszką.

Konduktywność (przewodność elektryczna właściwa) to miara podatności materiału na przepływ prądu elektrycznego.

Konduktywność jest zazwyczaj oznaczana jako σ (mała grecka litera sigma).

Jednostką konduktywności w układzie SI jest simens na metr (1 S/m).

Odwrotność konduktywności to rezystywność.

Konduktywność materiału wyznaczyć można znając wymiary geometryczne i konduktancję jednorodnego bloku danego materiału:

σ=lG/S

gdzie: G - konduktancja, S - pole przekroju poprzecznego elementu, l - długość elementu.

W ogólności konduktywność metali spada przy wzroście temperatury, a konduktywność półprzewodników wzrasta wraz z temperaturą.

Prawo Ohma

Jeżeli przez element o rezystancji R przepływa natężenie o wartości I to powstaje napięcie o wartości U: U=RI

Rezystywność (rezystancja właściwa) to miara oporu z jakim materiał przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego.

Rezystywność jest zazwyczaj oznaczana jako ρ (mała grecka litera rho).

Jednostką rezystywności w układzie SI jest om*metr (1 Ωm).

Odwrotność rezystywności to konduktywność.

Rezystywność materiału wyznaczyć można znając wymiary geometryczne i rezystancję jednorodnego bloku danego materiału:

ρ=RS/l ,

gdzie: R - rezystancja, S - pole przekroju poprzecznego elementu, l - długość elementu.

W ogólności rezystywność metali wzrasta wraz z temperaturą, a rezystywność półprzewodników zmniejsza się przy wzroście temperatury.

Rezystywność niektórych materiałów w specyficznych warunkach spada do wartości bliskiej zeru; zjawisko to nazywamy nadprzewodnictwem.

Przewodnictwo elektr półprzewodników

Jeżeli do półprzewodnika przyłożymy pewne stała napięcie to w wyniku przyspieszającego działania tego zewnętrznego pola elektrycznego oraz hamującego oddziaływania ze strukturą sieci kryształu, ustali się pewna średnia prędkość ruchu nośników ładunków kierunku pola.

Równanie Arrheniusa

lnR=lnR₀+E/2k ∙1/T

k-stała Boltzmana k=8,617∙10^-5 eV/K

Wartość tablicowa przerwy energ E=0,67eV dla

T=300K = 27C

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej materiału półprzewodnikowego metodą termiczną

W układzie pomiarowym materiał ten jest obecny w module pomiarowym.

Stanowisko pomiarowe składa się z modułu pomiarowego w którym jest umieszczona próbka germanu. Natężenie prądu płynącego przez tranzystor regulowane jest przy pomocy potencjometru. Do pomiaru temperatury wykorzystano czujnik temperatury połączony z miernikiem cyfrowym. Oporności germanu są mierzone za pomocą miernikow cyfrowych.