МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет "Львівська політехніка" Звіт до лабораторної роботи з фізики № 30 Визначення ширини забороненої зони напівпровідників за температурниму ходу провідності Львів 2005 Мета роботи : Визначення ширини забороненої зони напівпровідників за температурниму ходу провідності Прилади та матеріали : Досліджувальний напівпровідниковий опір(резистор) Мілівольтметр Міст постійного струму Автотрансформатор Короткий теоретичний вступ : Кристалічні матеріали характеризуються різною величиною питомої провідності. Речовини з провідністю σ =(107-106)Ом-1 м-1прийнято називати металами або провідниками. До ізоляторів відносять речовини з провідністю σ=(10-8-10-16) Ом-1 м-1. Речовини, провідність яких має значення, проміжні між провідністю металів і провідністю діелектриків, називаються напівпровідниками. Їхня питома провідність знаходиться в межах від 10-8 Ом-1 м-1 до 106Ом-1 м-1 , тобто може змвнюватися в 1014 разів. Отже, наведена класифікація речовин за абсолютної величині їх питомої провідності не передає спецмфічних особливостей їх провідності. Для порівняння зпівставимо температурну залежність провідності металів і напівпровідників. Для всіх металів з ростом температури опір зростає по лінійному закону: R(t)=R0(1+αt), де R(t) – опір при температурі t 0С; R0 – опір металу при t= 0 0С; α – температурний коефіцієнт опору металів. Для напівпровідників з ростом температури опір зменьшується. Залежність опору напівпровідника від його абсолютної температури Т, К R(Т)=R0ехр(-В/Т), де R0 та В – деякі сталі величини в заданому інтегралі температур, характерні для кожної напівпровідникової речовини. Схема вимірювальної установки: Зразок напівпровідника 1 розміщений всередині нагрівного елемента 3. Живлення нагрівного елемента здійснюється за допомогою автотрансформатора 4 від мережі змінного струму. Напруга на нагрівнику контролюється вольтметром 7. З допомогою моста постійного струму 6 в одне з плечей якого ввімкнений напівпровідниковий зразок, вимірюємо опір цього зразка. Для контролю температури використана термопара хромель-копель 2, під’єднана до мілівольтметра 5. Досліджувальний зразок має форму паралелепіпеда довжиною l=3мм та площею поперечного перерізу S= 0,1мм2 Провідність зразка l σ = ------ R*S Порядок виконання роботи : Виміряти опір зразка при кімнатній температурі. Встановити ручку, що регулює вихідну напругу автотрансформатора в положення «1». Включити в мережу змінного струму автотрансформатор, перемикач «мережа ~220» на мості постійного струму поставити в положення «Включено». При досягненні температури зразка, що відповідає ЕРС 0,4 мВ, знову знову провести вимірювання зразка. Перевести ручку регклювання напруги автотрансформатора в положення «2» і вимірити опір зразка при температурі, що відповідає значенню термо ЕРС 0,8 мВ. Теж зробити при положенні «3». Аналогічні вимірювання опору провести до температури, при якій термо ЕРС рівна 7,6 мВ при положенні ручки автотрансформатора «8». Вивести ручку регулювання автотрансформатора в положення «0». Відключити шнур живлення від мережі змінного струму. За результатами роботи побудувати графік залежності ln σ =f(1/Т). За формулою ΔЕ =2к*( ln σА - ln σВ)/(1/ТВ-1/ТА) визначити ΔЕ.                                                                                            Висновок : я на цій лабораторній роботі навчився визначати ширину забороненої зони напівпровідників за температурниму ходу провідності.