Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності icon

Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності




Скачати 48.69 Kb.
НазваЛабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності
Дата15.09.2012
Розмір48.69 Kb.
ТипДокументи

Лабораторна робота № 30



Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності




Мета роботи

Оволодіти методикою визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності


Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати особливості зонної структури металів, діелектриків та напівпровідників (§6.1), механізми власної і домішкової провідностей напівпровідників (§6.2, §6.3)


Прилади і обладнання

Зразок власного напівпровідника з електричними контактами, цифровий мілівольтметр, цифровий прилад для вимірювання опору, автотрансформатор, резистивний нагрівник, термопара


^ Теоретичні відомості та опис установки

Як відомо, для власних напівпровідників залежність питомої провідності від температури описується виразом (6.3) (див. §6.2). Цю залежність можна подати так:

, (1)

де  питома провідність власного напівпровідника при ;  ширина забороненої зони напівпровідника;  стала Больцмана.

Формула (1) описує пряму (рис.1), тангенс кута нахилу якої до осі абсцис дорівнює: . Тому ширину забороненої зони власного напівпровідника можна визначити із співвідношення:

, (2)

де , – значення ординати прямої у відповідних точках і її абсциси (рис.1).



В даній лабораторній роботі використовується лабораторна установка, яка схематично наведена на рис.2.



Рис . 2


Напівпровідниковий зразок 1 розміщений всередині нагрівного елемента 3. Живлення нагрівного елемента здійснюється від автотрансформатора 4, увімкненого в мережу 220 В. Напруга на нагрівнику контролюється вольтметром 7. Для вимірювання температури використовується термопара 2 хромель–копель, яка під’єднана до мілівольтметра 5. Опір досліджуваного зразка вимірюється за допомогою цифрового приладу 6 для вимірювання опору.

Досліджуваний зразок має форму паралелепіпеда довжиною L =3 мм та площею поперечного перерізу S =0,1 мм2. Питому провідність зразка розраховують за даними вимірювання його опору та відомими значеннями довжини зразка і площі його поперечного перерізу, використовуючи формулу

. (3)

Опором переходу метал-напівпровідник нехтуємо.


Послідовність виконання роботи

  1. Увімкнути цифровий мілівольтметр 5 та прилад 6 для вимірювання опору в мережу 220 ^ В.

  2. Регулятор вихідної напруги на автотрансформаторі 4 встановити в положення "І". Увімкнути автотрансформатор в мережу 220 В. Через кожні ~10 хв послідовно переміщати регулятор напруги в положення 2, 3, 4,…8.

  3. Проводити вимірювання опору досліджуваного зразка при різних значеннях температури через кожні 0,2 мВ за показами мілівольтметра. Нагрівання здійснювати до температури, яка вказана на робочому місці.

  4. Користуючись графіком градуювання термопари визначати температуру досліджуваного зразка напівпровідника.

  5. Встановити регулятор вихідної напруги на автотрансформаторі в положення “0”.

  6. Вимкнути автотрансформатор і прилади з мережі 220 В.

  7. За отриманими значеннями опору напівпровідникового зразка розрахувати величину його питомої провідності і для різних температур, використовуючи співвідношення (3).



Таблиця 1

№ п/п

ЕТ, мВ

t, 0C

T, K

1/T, K-1

R, Ом

σ, Ом-1 ·м-1

ln σ

ΔE, еВ

1

0,2






















2

0,4





















...



















15

3,0



















  1. Побудувати графік залежності . Вибрати на графіку ділянку, де найбільше проявляється пряма лінія, і для довільно вибраних значень і знайти відповідні значення та .

  2. Обчислити ширину забороненої зони досліджуваного напівпровідника за формулою (2).

  3. Проаналізувати отримані результати та зробити висновки.


Контрольні запитання

  1. Поясніть як утворюються енергетичні зони в кристалах?

  2. Як розуміти терміни “валентна зона”, “зона провідності”, “заборонена зона” з точки зору зонної теорії?

  3. Які речовини називаються провідниками, діелектриками і напівпровідниками?

  4. Який напівпровідник називається “власним”? “Домішковим”?

  5. Чим зумовлена провідність власного і домішкового напівпровідників?

  6. Чим пояснюється зміна концентрації вільних носіїв заряду у власних напівпровідниках від температури?

  7. В чому полягає суть методики визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності?

Схожі:

Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconЛабораторна робота №9 Дослідження спектрального розподілу фотопровідності та пропускання напівпровідникових кристалів
Дослідити спектральний розподіл фотопровідності селенового фотоелемента, визначити ширину забороненої зони напівпровідникового кристала...
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconЛабораторна робота №43 Вивчення спектральних характеристик фотоелементів
Ознайомитись із законами внутрішнього І зовнішнього фотоефектів, вивчити спектральні характеристики селенового та вакуумного фотоелементів,...
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconУдк 537. 312. 6 Особливості температурної залежності електрофізичних властивостей двошарових плівок ni/Cr, Ti/Cu та al/Ni
Особливості температурної залежності електрофізичних властивостей двошарових плівок ni/Cr, Ti/Cu та al/Ni
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconЗвіт з лабораторної роботи №23 дослідження температурної залежності електричного опору1 студента групи дата
Експериментально одержати залежності опору провідника та напівпровідника від температури
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconЛабораторна робота №2 «Оцінка запиленості повітря робочої зони»
...
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconКафедра фізики напівпровідників
Програмування і математичне моделювання” та спецкурси “Вступ до фізики напівпровідників”, “Напівпровідникове матеріалознавство”,...
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconТема роботи
...
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconЛабораторна робота Визначення коефіцієнта теплопровідності ізоляційного матеріалу

Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconМета роботи: вивчення температурної залежності опору (R) та термічного коефіцієнту опору (β) тонкої металевої плівки (Cr, Ni, Co та ін.) в області проміжних температур (300 700 К). Елементи теорії
Мета роботи: вивчення температурної залежності опору (R) та термічного коефіцієнту опору (β) тонкої металевої плівки (Cr, Ni, Co...
Лабораторна робота №30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників з температурної залежності їх провідності iconЛабораторна робота №9
Випробування на горючість, визначення груп горючості та займистості будівельних матеріалів“
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи