КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

К полупроводникам относится группа веществ (германий, кремний, селен и др.), по своему удельному сопротивлению занимающих промежуточное положение между проводниками и диэлектриками и сопротивление которых резко меняется при изменении внешних условий. Характерным свойством полупроводников является то, что их сопротивление резко убывает с повышением температуры. В определенных температурных интервалах зависимость R от t имеет вид:

,

где:

R₀ - сопротивление при 0⁰C, К - постоянная Больцмана,

Е - энергия активации.

Под энергией активации понимается та энергия, которую нужно затратить, чтобы перевести электрон из связанного состояния в свободное, т.е. перевести электрон из зоны валентной в зону проводимости. Энергия активации равна ширине запрещенной зоны.

Энергия теплового движения уже при комнатной температуре достаточна для образования некоторого числа носителей заряда - электронов и дырок, которые обусловливают проводимость полупроводника. С повышением температуры концентрация носителей заряда быстро растет, что ведет к уменьшению его сопротивления, т.е. с повышением температуры увеличивается концентрация носителей заряда в зоне проводимости.

Полупроводниковый прибор, в котором изменение сопротивления используется для измерения температуры, называется термистором (терморезистором).

Термисторы изготовляют из окисей щелочноземельных металлов, закиси и окиси железа и др. и широко применяют в качестве основной части электротермометров.

Особенно удобны термисторы тем, что чувствительный элемент, изготовленный из полупроводников, имеет маленькие размеры, что делает их незаменимыми в медицинских и биологических исследованиях. Измерение сопротивления термисторов чаще всего производится с помощью мостовой схемы. Условие равновесия моста: .