Полупроводниковые приборы, обладающие рядом свойств, которые делают их применение предпочтительным перед вакуумными приборами, все более широко используются в электронной технике.
К полупроводникам относят многие химические элементы, такие, как кремний, германий, индий, фосфор и др., большинство оксидов, сульфидов, селенидов и теллуридов, некоторые сплавы, ряд минералов. По словам академика А. Ф. Иоффе, "полупроводники – это почти весь окружающий нас неорганический мир".
Полупроводники бывают кристаллические, аморфные и жидкие. В полупроводниковой технике обычно используют только кристаллические полупроводники (монокристаллы с примесями не более одного атома примеси на 1010 атомов основного вещества). Обычно к полупроводникам относят вещества, по удельной электрической проводимости, занимающие промежуточное положение между металлами и диэлектриками (отсюда происхождение их названия). При комнатной температуре удельная электрическая проводимость их составляет от 10-8 до 105 См/м (для металлов – 106-108 См/м, для диэлектриков – 10-8-10-13 См/м). Основная особенность полупроводников – возрастание удельной электрической проводимости при повышении температуры (для металлов она падает). Электропроводность полупроводников значительно зависит от внешних воздействий: нагревания, облучения, электрического и магнитного полей, давления, а также от содержания даже незначительного количества примесей. Свойства полупроводников хорошо поясняются с помощью зонной теории твердого тела.
Зонная теория объясняет полупроводниковые свойства твердых тел на основе одноэлектронного приближения и распределения электронных энергетических уровней в виде разрешенных и запрещенных зон. Энергетические уровни электронов, участвующих в ковалентной связи, образуют верхнюю из заполненных разрешенных зон (валентную зону). Следующая по энергии разрешенная зона, уровни которой не заполнены электронами, – зона проводимости. Энергетический интервал между "дном" Е с (минимумом энергии) зоны проводимости и "потолком" Е v (максимумом) валентной зоны называется шириной запрещенной зоны 
(см. рис. 1). Для разных полупроводников ширина запрещенной зоны меняется в широких пределах.
Рис. 1. Распределение энергетических уровней в полупроводниках
Для выполнения данной лабораторной работы используется терморезистор ММТ-1 (рис. 2), который состоит из спрессованной и термически обработанной смеси порошкообразных оксидов металлов. Он имеет форму небольшого цилиндрического стержня 6 длиной 12 мм и диаметром 2 мм. На концы стержня надеты металлические колпачки с выводами, а боковая поверхность покрыта слоем эмалевой краски. Выводы терморезистора припаяны к двум медным проводкам 5; концы проволок подведены к двум винтовым зажимам 1, укрепленным на пластмассовой панели 2. В середине панели сделано отверстие, в которое вставлена картонная трубка 4, на верхний конец трубки надето резиновое кольцо 3, а на кольцо – стеклянная пробирка 7.
Рис. 2. Терморезистор
Порядок выполнения работы
1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.
2. Соберите установку по схеме рисунка 3. Панель терморезистора укрепите в лапке штатива, а пробирку с терморезистором погрузите в стакан с водой комнатной температуры, установленный на электрической плитке. В пробирку вставить термометр. К зажимам резистора подключить омметр (перед подключением на омметре поставьте самый большой предел измерения).
 , °С
| 
| |||||||
 , Ом
|
Рис. 3. Установка для проведения опыта
3. Измерьте начальную температуру терморезистора (она равна температуре воды в стакане) и начальное сопротивление при комнатной температуре.
4. Произведите измерения сопротивления 
при температурах: 30, 40 °C и т.д. Занести полученные значения 
и 
в таблицу.
5. По данным таблицы постройте график зависимости сопротивления терморезистора от температуры. По оси абсцисс отложите температуру в градусах Цельсия, а по оси ординат – сопротивление в Ом.
Примечание. Наблюдения за показаниями приборов следует вести вдвоём: один записывает показания термометра, а другой параллельно снимает показания омметра.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте полученную зависимость сопротивления терморезистора от температуры.
2. Во сколько раз изменилось сопротивление терморезистора при его нагревании от 30 до 70 °С?
3. Быстро или медленно надо нагревать воду в стакане, чтобы получить более точный график зависимости сопротивления терморезистора от температуры?
4. Как, пользуясь терморезистором, омметром и полученным графиком, измерить неизвестную температуру воды в стакане?
5. Электронная и дырочная проводимость полупроводников.
6. Назовите области применения полупроводников.
_______________________________________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________
________________________________________________________________
Лабораторная работа № 5
ГРАДУИРОВКА ТЕРМОПАРЫ
Цель работы: экспериментально выяснить зависимость величины термо-э.д.с. от температуры.
Оборудование: термопара, милливольтметр (гальванометр) с чувствительностью 
В, штатив с муфтой и лапкой, колба химическая, термометр, электрическая плитка, соединительные провода.
