Ө. Жәнібеков атындағы Оңтүстік Қазақстан

Зертханалық жұмыс №4 
ӨТКІЗГІШ ПЕН ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШТІҢ КЕДЕРГІСІНІҢ 
ТЕМПЕРАТУРАҒА ТӘУЕЛДІЛІГІН ЗЕРТТЕУ 
МАҚСАТЫ: өткізгіш кедергісінің температуралық коэффициенттік және 
жартылай өткізгіштің тыйым салынған аймағының енін анықтау. 
ҚҰРАЛ-ЖАБДЫҚТАР: реттегіші бар тұрақты кернеу көзі, «Өткізгіш 
және жартылай өткізгіштің кедергісінің температуралық тәуелділігін оқып 
үйрену» және «Кілт» миниблоктары, мультиметрлер. 
КІРІСПЕ 
Электрлік қасиеттеріне байланысты заттарды өткізгіштер, 
диэлектриктер және жартылай өткізгіштер деп үшке бөледі. Нақты 
өткізгіштер болып меншікті кедергісі 10
−6
Ом∙ м-нан кіші болып келетін 
металдар болып табылады. Жартылай өткізгіштердің меншікті электрлік 
кедергісі р әдетте 10
−6
...10
−14
Ом∙ м аралығында болады. 10
−14
Ом-нан 
асатын материалдар диэлектриктерге жатады. Жартылай өткізгіштер Д. И. 
Менделеев элементтерінің кестесінің III-VI топтарының бірқатар 
элементтері (B, Ge, Si, As, Te және т.б.), сондай-ақ көптеген химиялық 
қосылыстар (GaAs, GaP, ZnS, SiC және т. б.). Сыртқы жағдайларға 
(температура, қысым) байланысты бір зат әртүрлі кластарға жатуы мүмкін. 
Мысалы, германий 77 К сұйық азот температурасында-диэлектрик, бөлме 
температурасында-жартылай өткізгіш, ал сұйық GE-өткізгіш. 
Теория заттардың неғұрлым негізделген жіктелуін береді. 
Кванттық теорияға сәйкес атомдағы электрондар энергия деңгейлері деп 
аталатын белгілі бір энергия мәндеріне ғана ие бола алады. Дәл осы 
деңгейлер кристалдағы жеке атомдар біріктірілген кезде рұқсат етілген 
энергетикалық аймақтарды құрайды. Мұндай аймақтарды бөлетін 
алшақтық тыйым салынған аймақ деп аталады (сурет.1).Энергетикалық 
аймақ, егер аймақтың барлық деңгейлері электрондармен қамтылған 
болса, толтырылған болып саналады.
Бұл жағдайда Паули принципіне 
сәйкес бір энергетикалық деңгейде қарама-қарсы бағытталған спиндері 
бар екіден көп емес электрон болуы мүмкін. Егер осы аймақтың барлық 
деңгейлері бос болмаса, аймақ еркін болып саналады. 

Сурет 1. Энергетикалық 
аймақтар. 
Энергетикалық аймақтардың 
түсіндірілуі. В3-валенттік 
аймақ; С3-бос аймақ; ∆𝑊 – 
тыйым салынған аймақ; 
аймақтың толтырылған бөлігі 
штрихпен көрсетілген (Т=0К). 
Егер заттың электрлік қасиеттеріне жауап беретін атомдардың валенттік 
электрондары келесі рұқсат етілген аймақ (өткізгіштік аймағы) бос 
болатындай толық толтырылған (валенттік) аймақты құраса, онда мұндай 
заттың электр өткізгіштігі нөлге тең болады және ол диэлектрик болып 
табылады. Шынында да, заттағы ток кезінде электрондардың қозғалысы 
сыртқы электр өрісінің әсерінен жүреді, бұл электрондардың энергиясының 
жоғарылауын, яғни олардың жоғары бос энергия деңгейіне өтуін болжайды. 
Бұл деңгейлер толтырылған валенттік аймақ жағдайында жоқ, демек, 
мұндай зоналық құрылымы бар затта электронды сыртқы электр өрісі 
жеделдете алмайды.
Электрондарды валенттік аймақтан өткізгіштік 
аймаққа ауыстыру үшін оларға 

W
диапазонының тыйым салынған 
аймағының енінен кем емес энергия берілуі керек.Электрондардың бір 
бөлігі бұл энергияны затты жарықпен сәулелендіру арқылы немесе 
атомдардың жылу қозғалысы арқылы алады. Сондықтан қалыпты 
температурада 
(T 

300 К) 
өткізгіштік аймақта бірнеше электрондар 
орналасады.
Олардың концентрациясына қарай зат бірде диэлектрик, кейде 
жартылай өткізгіш болуы мүмкін, бұл топтардың айырмашылығы тыйым 
салынған аймақтың ені 


жүктеу/скачать 2.36 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: