- •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
2. Описание лабораторной установки
Схема установки приведена на рис.5. Внутри нагревателяНразмещены два исследуемых резистора: металлическийRми полупроводниковыйRп. С помощью ключаКодин из исследуемых резисторов подключается к цифровому универсальному измерительному приборуИП. Температура внутри нагревателя измеряется с помощью термометра.
Рис.5. Схема установки
3. Порядок выполнения работы
Подключить с помощью ключа резисторк мостуили цифровому прибору.
Измерить сопротивление при комнатной температуре. Результат записать в таблицу 2.
Подключить с помощью ключа резистори измерить его сопротивление при комнатной температуре. Результат записать в таблицу 2.
Включить нагреватель в сеть и, поочерёдно подключая с помощью ключарезисторыи, производить измерения через каждые 5до 80С. Результаты записать в таблицу 2.
Таблица 2. Результаты измерений и вычислений
№ п./п. |
, С |
, К |
, Ом |
, Ом |
, К-1 | |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
4. Обработка результатов измерений
Построить график зависимости сопротивления металлического проводника от температуры .
Определить термический коэффициент сопротивления металла по формуле (10).
Вычислить значения ии построить график зависимости логарифма сопротивления полупроводника от обратной температуры.
Определить и энергию активации проводимости проводника (формулы (16) и (17)).
5. Требования к отчёту
Отчёт должен содержать:
Перечень измерительных приборов и их характеристики.
Схему установки.
Расчётные формулы.
Результаты измерений в виде таблицы и двух графиков: и.
Расчёт термического коэффициента сопротивления металла и энергии активации полупроводника.
6. Контрольные вопросы
В чём различие между металлами, полупроводниками и диэлектриками с точки зрения зонной теории?
Почему сопротивление металлов увеличивается, а полупроводников уменьшается при увеличении температуры?
Что называется температурным коэффициентом сопротивления?
Что такое энергия активации?
Как влияет на температурную зависимость сопротивления изменение подвижности в металлах? Полупроводниках?
Почему электронный газ, как правило, в металлах «вырожден», а в полупроводниках нет?
Почему длина волны электрона в металле меньше, чем в полупроводнике?
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.
Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: учебное пособие для студентов втузов.- М. Высш. шк., 2008.-720с.
Сорокин В.С., Антипов Б.Л., Лазарева Н.П. Материалы и элементы электронной техники. В 2 томах. Проводники. Полупроводники. Диэлектрики. СПб, изд-во”Academia”, 2006.
Лабораторная работа №7-2 Исследование электронно-дырочных переходов в полупроводниках
Цель работы:изучение свойств электронно-дырочного перехода.
Содержание работы:
Снять вольт-амперную характеристику p-n-перехода при комнатной температуре.
Рассчитать вольт-омную характеристику p-n-перехода.
Исследовать влияние температуры на обратный ток p-n-перехода.