Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Визначення ширини забороненої зони напівпровідників за температурним ходом провідності
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
КН
Кафедра:
Кафедра фізики
Інформація про роботу
Рік:
2004
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра фізики
Лабораторна робота № 30 з фізики
Визначення ширини забороненої зони напівпровідників за температурним ходом провідності
Мета роботи
Визначити ширину забороненої зони напівпровідників за температурному ходу провідності.
Теоретичний вступ
Напівпровідники – речовини, провідність яких має значення, проміжне між провідністю металів і діелектриків.
Для всіх металів з ростом температури опір зростає по лінійному закону:
(1)
де - опір при температурі ;
- опір металу при ;
- температурний коефіцієнт опору металів.
Для напівпровідників з ростом температури опір зменшується:
(2)
де - деякі сталі величини в заданому інтервалі температур, характерні для кожної напівпровідникової речовини.
Власним називається напівпровідник, який не містить домішок та інших порушень періодичного поля кристалічної решітки. Для власного напівпровідника при будь-якій температурі справедлива рівність . Вирази для концентрації електронів у зоні провідності та дірок у валентній зоні у випадку власного напівпровідника запишуться у вигляді
(3)
де - ефективне число енергетичних станів у зоні провідності та валентній зоні;
- ширина забороненої зони;
- абсолютна температура зразка;
- стала Больцмана.
Провідність металів задається формулою
У власному напівпровіднику провідність обумовлена як електронами в зоні провідності так і дірками у валентній зоні
(4)
Враховуючи (3) перепишемо (4) у вигляді
(5)
Температурною залежністю співмножників можна знехтувати, отже матимемо
(6)
Формула (6) виражає залежність провідності напівпровідника від температури. Введена величина чисельно дорівнює провідності напівпровідника при .
Про логарифмуємо вираз (6)
(7)
Ввівши позначення , перепишемо (7) у такій формі:
(8)
Формула (8) є рівнянням прямої лінії в координатах
Сталий множник в рівнянні (6) задає нахил прямої відносно осей координат: , звідки .
Для визначення виберемо по графіку дві довільні точки А і В і проведемо через них прямі, паралельні осям. Із прямокутного трикутника АКВ отримаємо
(9)
Остаточний вираз для визначення ширини забороненої зони
(10)
Хід роботи
Виміряти опір зразка при кімнатній температурі.
Встановити ручку, що регулює вихідну напругу автотрансформатора в положення “1”. Включити в мережу змінного струму автотрансформатор.
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 термо 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 автотрансформатора в положення “0”. Відключити шнур живлення від мережі змінного струму.
За результатами роботи побудувати графік залежності .
За формулою (9) визначити
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.3
20
28
34
40
48
54
64
69
76
82
293
301
307
313
321
327
335
342
349
355
3.41
3.32
3.26
3.19
3.11
3.05
2.98
2.92
2.86
2.82
685
651
625
600
568
546
519
494
469
450
20.55
19.53
18.75
18.00
17.04
16.38
15.57
14.82
14.07
13.50
16.838
16.787
16.746
16.705
16.651
16.608
16.560
16.511
16.459
16.418
Висновок
На лабораторній роботі я визначив ширину забороненої зони напівпровідників за температурним ходом провідності.
09.02.2013 01:02-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора