Порядок выполнения работы

Исследуемые тела (металл R_м и полупроводник R_n), помещенные в воздушный термостат с нагревателями, подключены через двухполюсный ключ К к клеммам R_x моста постоянного тока (рис.6) (схема собрана).

Перед началом работы включив вольтметр определить пределы измерения сопротивления металла и полупроводника устанавливая ключ К в соответствующие положения (положения отображены на лабораторной установке).

1. Включить установку и измерить сопротивление металла и полупроводника при комнатной температуре.

2. Включить термостат. Измерить температурную зависимость сопротивления металла и полупроводника от комнатной температуры до 100°С (выбрать шаг 5, 7, 10°С) (получить не менее 9 – 10 точек). Температурную зависимость сопротивления металла или полупроводника можно снимать либо при нагревании, либо при охлаждении исследуемых материалов.

3. По данным построить графики зависимости R_m=f(t) для металла, и lnR_n=f(1/T) для полупроводника на миллиметровой бумаге.

4. По формуле (7), (9) используя графики, определить энергию активации носителей ΔЕ и температурный коэффициент сопротивления металла и вычислить относительную погрешность измерения.

5. Данные занести в таблицу (таблица рисуется произвольно).

6. Сделать соответствующий вывод.

рис.6

Контрольные вопросы

1. Почему в твердых телах образуются энергетические зоны?

2. Объяснить зонную структуру металлов, полупроводников и диэлектриков. Объяснить с точки зрения зонной теории температурную зависимость электропроводимости собственных и примесных полупроводников.

3. Как определить энергию активации собственной и примесной проводимости?

4. Какой физический смысл уровня Ферми? Где он находится в энергетическом спектре электронов металлов, собственных и примесных полупроводников?

5. Как изменяется сопротивление металлов от температуры?

Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 478с.

2. Пасынков В.В. и др. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов.–3-е изд., перераб и доп. – М.: Высш. школа, 1981. – 431с., ил.

3. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – 2-е изд., испр. – М.: Наука. Главная редакция физико–математической литературы, 1982. – 304с.

4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособие для втузов. – М.: Высш. шк. 1989. – 608с.

5. Миклашевский С.П. Промышленная электроника. Изд. 2-е, перераб. и доп. Учебник для электротехнических специальностей техникумов. М., “Высш. школа”, 1973. – 351с., ил.

6. Электротехнический справочник: В 4т. Т.1. Общие вопросы. Электротехнические материалы /Под общ. ред. профессора МЭИ В.Г.Герасимова и др. – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 440с., ил.

7. Лабораторные занятия по физике: Учебное пособие /Гольдин Л.Л., Игошин Ф.Ф., Козел С.М. и др.; Под ред. Гольдина Л.Л. – М.: Наука. Главная редакция физико–математической литературы, 1983. – 704с.

8. Лекции.