- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Теоретическое введение к лабораторным работам по физике твёрдого тела
- •1. Образование энергетических зон в кристалле
- •2. Металлы, диэлектрики, полупроводники
- •3. Собственная и примесная проводимость полупроводников
- •4. Примесная проводимость полупроводников
- •Вопросы к теоретическому введению
- •6. Литература
- •Лабораторная работа №7-1 Исследование температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводников
- •1. Постановка задачи
- •1.1. Сопротивление, концентрация носителей заряда, подвижность.
- •1.2. Электропроводность металлов
- •1.3. Электропроводность полупроводников
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Обработка результатов измерений
- •5. Требования к отчёту
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Литература
- •Лабораторная работа №7-2 Исследование электронно-дырочных переходов в полупроводниках
- •1. Постановка задачи
- •1.1. Проводимость полупроводников
- •1.2. Электронно-дырочный переход
- •1.3. Вольт-амперная характеристика
- •1.4. Применение полупроводниковых диодов
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Исследование вольт-амперной характеристикиp-n-перехода при комнатной температуре.
- •3.2. Измерение температурной зависимости обратного токаp-n-перехода
- •4. Обработка результатов
- •5. Требования к отчёту
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Литература
- •Дополнительное задание к лабораторной работе №7-2
- •Оглавление
- •625036, Г.Тюмень, ул. Володарского, 38.
- •625039, Г.Тюмень, ул. Киевская, 52
3. Порядок выполнения работы
3.1. Исследование вольт-амперной характеристикиp-n-перехода при комнатной температуре.
Собрать схему измерений (рис.4). Перед началом нагреватель Н - должен быть выключен. Переключатель П поставить в положение «Пр.» При снятии прямой ветви рекомендуется задавать значение прямого тока через 5 мА, измеряя при этом значение прямого напряжения. Для снятия обратной ветви переключатель П следует поставить в положение «Обр.» Увеличивая обратные напряжения от 0 до 5 В сначала через 0,1 В, а затем через 0,5 В, измерить значения обратного тока.
Результаты измерений занести в таблицу 1.
Таблица 1. Вольт-амперная характеристика при t= …..С
№ п/п |
, мА |
, В |
, Ом |
, В |
, мкА |
, кОм |
1 |
|
|
|
|
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
3.2. Измерение температурной зависимости обратного токаp-n-перехода
Переключатель находится в положении «Обр.» Установить постоянное значение обратного напряжения в пределах 3-10 В. Измерить обратный ток при изменении температуры через 2С до 45-50С. Обратное напряжение при этом должно оставаться постоянным.
Таблица 2. Температурная зависимость обратного тока при Uобр=…В
, С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, мкА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Обработка результатов
Построить вольт-амперную характеристику p-n-перехода при комнатной температуре. Масштабы по осям для прямой и обратной ветвей взять разными.
В каждой точке вольт-амперной характеристики определить статическое сопротивление R = U/I. Построить вольт-омные характеристикиR.= f(U)p-n-перехода, откладывая, по оси ординатив разных масштабах.
Построить температурную зависимость обратного тока, т.е. Iобр.= f(t)/
5. Требования к отчёту
Отчёт должен содержать:
Перечень электроизмерительных приборов с характеристиками.
Схему измерений.
Результаты измерений и расчётов в виде трёх графиков ,,и таблиц.
6. Контрольные вопросы
Какие материалы относятся к полупроводникам?
Почему введение примесей влияет на электропроводность полупроводников?
Как получить полупроводник с электронным типом электропроводности? С дырочным?
Какое включение p-n-перехода называют прямым? Обратным?
Какие заряды создают электрическое поле в области p-n-перехода?
В p-n-переходе существует электрическое поле. Почему же при отсутствии внешнего источника не идёт ток?
Почему сопротивление p-n-перехода, включённого в прямом направлении намного меньше сопротивления того же перехода, включённого в обратном направлении?
Выделите из общей схемы установки (рис.4) схемы для снятия прямой и обратной ветвей вольт-амперной характеристики отдельно. Чем объясняется изменение точек подключения амперметра и вольтметра при снятии прямого и обратного токов?
Как влияет температура на величину тока насыщения? Как меняется сопротивление p-n-перехода при увеличении температуры?
7. Литература
Савельев И.В. Курс физики М.:Наука, 1998-99 г. В 5 томах
Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. – СПб, изд-во”Лань”, 2009. -456 с.
Агеева О.С., Строганова Т.Н., Чемезова К.С. Элементы квантовой механики и физики твердого тела: электронное учебное пособие, Тюмень, ТюмГНГУ, 2009