novikov

6. Измерения RT производить по следующему температурному ря-

ду: начальная, 40, 60, 80 C . Рекомендуется соблюдать интервал

между измерениями 10 мин для стабилизации показаний прибора при нагреве образца. Если временной интервал не будет соблюдаться, расчет параметров материала окажется неверным. Резуль-

таты измерений занести в табл. 9.

7. По полученным результатам определить тип материала. Для этого построить зависимость ln(γ) – 1/T (K), и рассчитать величину ширины запрещенной зоны (см. рис. 22) на высокотемпературном участке, взяв только две последние точки (60 – 80 C ). При расчете использовать выражение (14), в котором предполагать температурную зависимость только концентрации носителей заряда (см. выражение (15)). Необходимо получить выражение (14) в координатах полученного экспериментального графика. По табл. 8 найти материал, величина ширины запрещенной зоны которого лежит наиболее близко к расчетному значению. Данные занести в табл. 10.

Т а б л и ц а 9

Т, C	R, Ом

8. Оценить собственную концентрацию носителей заряда. Для этого, используя зависимость ln(γ) – 1/T (K) определить минимум удельной проводимости γmin. По рис. 23 оценить концентрацию легирующей примеси. Рассчитать собственную концентрацию носителей заряда, используя выражение (14). Данные для подвижностей взять из табл. 8. Результаты занести в табл. 10.

						Т а б л и ц а 10
			Минимальная	Концентрация		Собственная
						концентрация
			удельная	легирующей
	Еg, эВ	Материал				носителей
			проводимость,	примеси
						заряда,
			γmin, 1/(Ом·м)	NA, м	–3
						ni, м–3
			51

Обработку результатов выполнять в пакете MS Excel или Origin. Снятые с прибора данные занести в таблицы и рассчитать дополнительные параметры. График температурной зависимости интерполировать B-Spline функцией. Высокотемпературный участок аппроксимировать линейной зависимостью. Вставить график в отчет, заполнить таблицы данных. Сохранить файл обработки (файл пакета ORIGIN (OPJ) или MS Excel) и отчет с именем: <фамилия И.О.>_9. Рабочая папка: D:/МиЭЭТ/<Номер группы>.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Расчетные формулы и таблицы измерений.

2.График зависимости ln(γ) – 1/T (K).

3.Вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Физическая сущность электропроводности полупроводников.

2.Как зависит удельная проводимость полупроводников от температуры и почему?

3.Что называется собственным полупроводником? Выражение для расчета концентраций носителей заряда такого полупроводника.

4.Что называется примесным полупроводником? Выражение для расчета концентраций носителей заряда такого полупроводника.

5.Что такое подвижность? Ее зависимость от температуры. Размерность и диапазон величин в полупроводниках.

6.Что называется неравновесными носителями заряда? Какими основными параметрами описывается их поведение?

7.Что такое время жизни носителей заряда? Причины, определяющие ее величину. Размерность и диапазон величин в полупроводниках.

8.Что такое диффузионная длина носителей заряда? Параметры, определяющие ее величину. Размерность и диапазон величин в полупроводниках.

9.Оценить тепловую и дрейфовую скорости электронов при 300 K

вгермании n-типа с концентрацией доноров Nд = 1022 м–3, если плотность тока через образец j = 104 А/м, а эффективная масса электронов проводимости mn = 0.12m0.

52

10.Определить число атомов галлия и мышьяка в единице объема

кристалла GaAs, если известно, что плотность материала при 300 K равна 5.32 Мг/м3.

11.Определить ток через образец кремния прямоугольной формы размерами lхbхh = 5х2х1 мм, если вдоль образца приложено напряже-

ние 10 В. Известно, что концентрация электронов в полупроводнике n = 1021 м–3, их подвижность μn = 0.14 м2/(В·с).

53

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1.Сорокин В.С., Антипов Б.Л., Лазарева Н.П. Материалы и эле-

менты электронной техники. В 2 т. – М.: Изд. центр «Академия», 2006.

2.Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы и элементы электронной техники. – СПб.: Лань, 2004.

3.Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехниче-

ские материалы. – Л.: Энергоатомиздат, 1986.

4.Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электротехника. – СПБ.: Питер, 2003.

Дополнительная литература

1.Антипов Б.Л., Сорокин В.С., Терехов В.А. Материалы электрон-

ной техники. Задачи и вопросы. – СПб.: Лань, 2003.

2.Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. – М.: МИСИС, 2004.

3.Мильвидский М.Г. Полупроводниковые материалы в современной электронике. – М.: Наука, 1986.

4.Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов. – СПб.: Лань, 2003.

54

	ОГЛАВЛЕНИЕ
1.	ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ
	ДИЭЛЕКТРИКОВ....................................................................................	3
2.	ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ..........................................	8
3.	ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
	ПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ.................................................	20
4.	ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ μ
	И tgδм ФЕРРИТОВ .................................................................................	31
5.	ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
	ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ .....................................	41
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................		54

55

Новиков Илья Леонидович Дикарева Регина Петровна Романова Татьяна Сергеевна

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

ПРАКТИКУМ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Учебно-методическое пособие

Редактор Л.Н. Ветчакова

Выпускающий редактор И.П. Брованова Дизайн обложки А.В. Ладыжская Компьютерная верстка Л.А. Веселовская

___________________________________________________________________________________

Подписано в печать 10.09.2010. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 3,25. Печ. л. 3,5. Изд. № 222. Заказ № Цена договорная

___________________________________________________________________________________

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета

630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

56