WYZNACZANIE SZEROKOŚCI PRZERWY ENERGETYCZNEJ PÓŁPRZEWODNIKA

METODĄ TERMICZNĄ (TERMISTOR)

1. Półprzewodniki to ciała stałe organiczne lub nieorganiczne, o przewodnictwie elektrycznym typu elektronowego i przewodności większej niż dielektryki, ale mniejszej niż metale. Przykładem półprzewodnika może być Krzem (Si), Arsenek galu (GaAs) lub german (Ge)

2. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników zgodnie z teorią pasmową związane jest z ruchem dziur w paśmie walencyjnym i ruchem elektronów w paśmie przewodnictwa. Wykres poziomów energetycznych półprzewodnika charakteryzuje obecność przerwy energetycznej między pasmem walencyjnym,

a pustym pasmem przewodnictwa. Jej szerokość dla półprzewodników jest stosunkowo mała. Wraz ze wzrostem temperatury elektrony są wzbudzane i przechodzą z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa, pozostawiając w paśmie walencyjnym taką samą ilość dodatnich nośników prądu tzw. „dziur”.

Ze względu na typ przewodnictwa wyróżnia się półprzewodniki typu:

- n (negative) inaczej nadmiarowe, występuje tu przewodnictwo elektronowe

- p (positive) inaczej niedomiarowe, występuje tu przewodnictwo dziurowe Związek między przewodnictwem właściwym σ przewodnika, a temperaturą T dla półprzewodnika, można opisać za pomocą wzoru:

$$\delta = \sigma_{0}exp( - \frac{\Delta E}{2kT})$$

σ₀ – stała materiałowa o wymiarze elektrycznego przewodnictwa właściwego

ΔE- energia aktywacji (szerokość przerwy energetycznej danego półprzewodnika )

k− stała Boltzmana.

1. Zależność oporu elektrycznego półprzewodnika od temperatury można przedstawić:

$$R = R_{0}\exp\left( \frac{\Delta E}{2kT} \right)$$

Logarytmując tą zależność otrzymuje się liniową zależność pomiędzy logarytmem naturalnym rezystancji półprzewodnika, a energią aktywacji ΔE

$$lnR = lnR_{0} + \frac{\Delta E}{\text{kT}}$$

1. Półprzewodniki znajdują zastosowanie w takich urządzeniach jak:

1. Dioda półprzewodnikowa

2. Tranzystor

3. Fotodioda

4. Termistor jest półprzewodnikowym opornikiem, którego rezystencja w znacznym stopniu zależy od temperatury. Znajduje zastosowanie jako czujnik temperatury w elektronicznych przyrządach pomiarowych, które można spotkać w pralkach, samochodach, piekarnikach.