Изучение зависимости электрического сопротивления металлов и полупроводников от температуры

ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МИНСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра информационных технологий

ОТЧЁТ

по дисциплине «Физика»

на тему: « ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ »

Студенты группы 171801с                                ___________В.Д.Дроздов

Руководитель: доц. кафедры ИТ

                          к.ф.-м.н.                                 ___________A.Н.Лаврёнов                                            

Минск — 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ        3

1.1Классические представления об электропроводности твердых тел        3

Электропроводность металлов        3

1.2. Электропроводность полупроводников.        5

2. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗОННОЙ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ        7

2.1. Энергетические зоны        7

2.2. Электропроводность металлов и полупроводников без примесей        9

2.3. Примесная электропроводность полупроводников        11

3.ТЕОРИЯ МЕТОДА        12

4. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ        13

5. ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД        14

6. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД (ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ)        14

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ        15

1. ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Цель работы: изучить характер зависимости электрического сопротивления металлов (медь и платина) и полупроводников (кремний и германий) от температуры. Вычислить термические коэффициенты сопротивления металлов и ширину запрещенной зоны полупроводников.

Теория электропроводности твердых тел при реальных температурах впервые была разработана П.Друде и Х.Лоренцом на основе представлений и понятий классической физики. Позднее были обнаружены явления, которые не могли быть объяснены в рамках классической теории Дру-де-Лоренца. С развитием квантовой физики было показано, что классическая статистика, использованная П.Друде и Х.Лоренцом, применима, например, к электронам в металлах лишь при опре-

деленных условиях. Для объяснения электропроводности твердых тел была разработана «зонная» теория, использующая представления и понятия квантовой физики.

1.1Классические представления об электропроводности твердых тел

Электропроводность металлов

С точки зрения классической физики, током называется направленное движение заряженных частиц. Поэтому для протекания тока в твердых телах (проводниках) необходимо наличие свободных зарядов, т.е. заряженных частиц, которые могут перемещаться по всему объему вещества, а также наличие электрического поля, вызывающего их направленное движение.

Свободными зарядами (носителями тока) в твердых телах могут быть как электроны, так и ионы. В классической физике электроны – точечные отрицательно заряженные частицы, одинаковые для всех атомов и молекул. Поэтому говорят, что в случае электронной проводимости, ток не

сопровождается переносом вещества.

К классу проводников относятся также многие соли, например NaCl, AgNO3, NaNO3, в которых свободными зарядами являются ионы. В этом случае, ток - направленное движение ионов, что сопровождается выделением вещества, как и при протекании тока в водных растворах этих солей. Поэтому эти соли называют твердыми электролитами.