В данных методических указаниях рассматриваются теоретические основы электрической проводимости в терморезисторах; даётся классификация материалов по величине и механизму проводимости; сравниваются особенности классической и современной теории проводимости. <...> Описаны устройство и применение терморезисторов с различными типами проводимости. <...> Физические основы проводимости металлов и полупроводников 1.1. <...> Классификация твёрдых тел по величине электропроводности По величине электропроводности все твердые тела можно разделить на три большие группы: металлы, полупроводники и диэлектрики. <...> Один и тот же полупроводник в зави10Ом ·см, а для полупроводника CdS изменяется в интервале 10 10Ом ·см. Из этих данных следует, что при переходе от одной группы веществ к другой значения электросимости от содержания примесей или дефектов в нем может иметь различную проводимость. <...> Так, например, электропроводность кристаллического кремния изменяется от 10 до проводности могут перекрываться, поэтому классификация твердых тел по величине электропроводности не является совершенно однозначной. <...> Различие между металлами, с одной стороны, и диэлектриками и полупроводниками – с другой, проявляется достаточно четко в ходе температурных зависимостей электропроводности. <...> Одним из них является так называемая валентная аппроксимация. <...> Считается, что все электроны внутренних оболочек атомов образуют вместе с ядром покоящийся атомный остов (т. е. ион) и уравнение (1.4) записывается лишь для валентных электронов, которые движутся в некотором результирующем поле неподвижных ионов. <...> В рамках приближения Борна – Оппенгеймера и валентной аппроксимации волновая функция системы зависит от координат всех валентных электронов. <...> Суть этого заключается в замене потенциальной энергии взаимодействия электронов вида 1 2 Ur i го электрона с некоторым эффективным полем (действие на i-й электрон <...>
Изучение_терморезистора_Методические_указания.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
Кафедра микроэлектроники
Н. А. Рудь
А. Н. Сергеев
ИЗУЧЕНИЕ
ТЕРМОРЕЗИСТОРА
Методические указания
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета для студентов,
обучающихся по направлениям подготовки
Электроника и наноэлектроника, Радиофизика, Физика
Ярославль 2012
Стр.1
УДК 621.316.825
ББК В379.2я73
Р83
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2011 года
Рецензент
кафедра микроэлектроники Ярославского государственного
университета им. П. Г. Демидова
Рудь, Н. А. Изучение терморезистора: метод. указания
Р83
/ Н. А. Рудь, А. Н. Сергеев; Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова.
– Ярославль : ЯрГУ, 2012. – 60 с.
В данных методических указаниях рассматриваются
теоретические основы электрической проводимости в терморезисторах;
даётся классификация материалов по величине
и механизму проводимости; сравниваются особенности
классической и современной теории проводимости. Описаны
устройство и применение терморезисторов с различными
типами проводимости. Подробно излагается порядок выполнения
лабораторной работы общего физического практикума
«Изучение терморезистора».
Предназначены для студентов, обучающихся по направлениям
подготовки 210100.62 Электроника и наноэлектроника,
011800.62 Радиофизика, 011200.62 Физика (дисциплина
«Физический практикум», блок ЕН) очной формы
обучения
Издание осуществлено при финансовой поддержке
Программы АВЦП «Развитие научного потенциала высшей
школы» (проект № 2.1.1/13083).
УДК 621.316.825
ББК В379.2я73
Ярославский государственный
университет им. П. Г. Демидова, 2012
2
Стр.2
Оглавление
I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ....................................................... 3
1. Физические основы проводимости металлов
и полупроводников ................................................................... 3
1.1. Классификация твёрдых тел по величине
электропроводности ......................................................... 3
1.2. Уравнение Шредингера для твёрдого тела .................... 4
1.3. Зонная структура твердых тел .................................... 10
1.4. Электропроводность металлов ..................................... 12
1.5. Собственная проводимость полупроводников ............. 20
1.6. Примесная проводимость полупроводников ................. 32
2. Электрические свойства терморезисторов
с отрицательным температурным коэффициентом
сопротивления (ТКС) ............................................................. 39
3. Технология изготовления терморезисторов
с отрицательным ТКС ............................................................ 42
4. Применение терморезисторов с отрицательным ТКС ........ 43
5. Терморезисторы с положительным ТКС
из простых полупроводников ................................................ 44
6. Релейный эффект .................................................................... 47
II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ...................................................... 54
1.Экспериментальная установка работы .................................. 54
2. Порядок выполнения работы ................................................. 56
3. Контрольные вопросы ............................................................ 57
Рекомендуемая литература .......................................................... 58
59
Стр.59