Задача №116-item по физике (10 класс, Мякишев Г.Я.)

СОБСТВЕННАЯ И ПРИМЕСНАЯ ПРОВОДИМОСТИ Почему сопротивление проводников зависит от температуры? Какие явления наблюдаются в состоянии сверхпроводимости? ЗАПОМНИ Полупроводники — вещества, удельное сопротивление которых имеет промежуточное значение между удельным сопротивлением металлов (10–6—10–8 Ом · м) и удельным сопротивлением диэлектриков (108—1013 Ом · м). Отличие проводников от полупроводников особенно прояв- ляется при анализе зависимости их электропроводимости от температуры. Исследования показывают, что у ряда элементов (кремний, германий, селен, индий, мышьяк и др.) и соедине- ний (PbS, CdS, GaAs и др.) удельное сопротивление с увели- чением температуры не растёт, как у металлов (см. рис. 16.3), а, наоборот, чрезвычайно резко уменьшается (рис. 16.4). Та- кое свойство присуще именно полупроводникам. Из графика, изображённого на рисунке, видно, что при тем- Рис. 16.4 пературах, близких к абсолютному нулю, удельное сопротивле- ние полупроводников очень велико. Это означает, что при низких температурах полупроводник ведёт себя как диэлектрик. По мере повышения температуры его удельное сопротивление быстро уменьшается. Строение полупроводников. Для того чтобы включить транзисторный приёмник, знать ничего не надо. Но чтобы его создать, надо было знать очень много и обладать незаурядным талантом. Понять же в общих чертах, как работает транзистор, не так уж и трудно. Сначала необходимо познако- миться с механизмом проводимости в полупроводниках. А для этого придёт- ся вникнуть в природу связей, удерживающих атомы полупроводникового кристалла друг возле друга. Для примера рассмотрим кристалл кремния. Кремний — четырёхвалентный элемент. Это означает, что во внешней оболочке его атома имеется четыре электрона, сравнительно слабо связанные с ядром. Число ближайших соседей каждого атома кремния также равно четырём. Схема структуры кристалла кремния изобра- Рис. 16.5 жена на рисунке 16.5. Взаимодействие пары соседних атомов осуществляется с помощью пар- ноэлектронной связ