Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Інститут комп’ютерних наук та інформаційних технологій Кафедра Фізики Оптика ЗВІТ Лабораторна робота №30 “ Визначенн ширини забороненої зони напівпровідників за температурним ходом провідності ” Львів – 2006 Мета роботи: визначити ширину зони напівпровідників за температурним ходом провідності. Прилади і обладнання: Досліджуваний напівпровідниковий опір (резистор); Мілівольтметр; Міст постійного струму; Автотрансформатор; Теоретичні відомості Кристалічні матеріали характеризуються різною величиною питомої провідності. Речовини з провідністю (=(107 - 106) Ом-1 м-1 прийнято називати металами або провідниками. До ізоляторів або діелектриків відносяться речовини з провідністю (=(10-8 – 10-16) Ом-1 м-1. Речовини, які проміжні між провідністю металів і провідністю діелектриків, називають напівпровідниковими. Для всіх металів з ростом температури опір зростає за лінійним законом. R(t)=R0(1+(t) (1), де R(t) – опір при температурі t С 0; R0 – опір металу при t=0 С 0; ( - температурний коефіцієнт опору. Для напівпровідників з ростом температури опір зменшується. Залежність опору напівпровідника від його абсолютної температури: R(T)= R0 exp(-B/T), (2), де R0 B – деякі величини у заданому інтервалі температур. Ширина забороненої зони є одним із найважливіших параметрів напівпровідників, який визначає його практичне застосування. Один з методів вивчення ширини забороненої зони (Е полягає у вивченні залежності електропровідності напівпровідника від температури. Власний напівпровідник – це провідник, який не містить домішок та інших порушень періодичного кола кристалічної решітки. Провідність металів задається формулою: ( =n e (, де n – концентрація вільних електронів у металі; e – заряд електрона; ( - рухливість електронів. Хід 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 В” на мості постійного струму поставити у положення “включено”. При досягненні температури зразка, що відповідає ЕРС 0,4 мВ, знову провести вимірювання опору зразка. Перевести ручку регулювання напруги автотрансформатора в положення “2” і виміряти опір зразка при температурі, що відповідає значенню ЕРС 0,8 мВ. Те ж 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 ( =f(1/T). за формулою (*) визначити (Е. Таблиця вимірювань та розрахунків t,mV 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.2  t(,C 20 28 34 40 49 55 61 68 75 77  T,K 293 301 307 313 322 328 334 341 348 350  1/TE-03 3.4 3.3 3.25 3.19 3.1 3.05 2.99 2.93 2.87 2.85  R 689 673 661 632 582 558 530 505 476 458  ( 14.5138 14.8588 15.1286 15.8228 17.1821 17.9211 18.8679 19.8020 21.0084 218341  ln( 2.6755 2.6998 2.7166 2.7615 2.8439 2.8860 2.9375 2.9858 3.0449 3.0835   Графік залежності ln ( =f(1/T)
Висновок: На цій лабораторній роботі я навчився визначити ширину зони напівпровідників за температурним ходом провідності.