2015-03-07
323
1. Задавайте температуру нагрева от комнатной температуры до 3300 К через 2–3 градуса. Сделайте 20–25 замеров.
2. Снимайте с прибора показания значения сопротивления для металла и полупроводника (путем переключения тумблера на панели макета). Результаты занесите в табл. 5.1. Если положить сечение проводника и его длину равными 1, то p можно заменить на R. (R= p 
)
3. Постройте температурную зависимость сопротивления металла и полупроводника R 1= f 1(T), R 2= f 2(T) как функцию температуры.
Таблица 5.1
| № | Т | 1/ Т | Металл | Полупроводник | |||
| R1 | s= 1/ R1 | R2 | s= 1/ R2 | ln s | |||
| … | |||||||
4. Используя формулу (5.5) определить энергию запрещенной зоны для полупроводника с собственной проводимостью при высокой температуре.
5. Объяснить характер зависимости сопротивления от температуры для двух различных веществ.
Обработка результатов.
ПРЕОБРАЗУЕМ ВЫРАЖЕНИЕ (5.5)
- прологарифмируем
- приведем данное выражение к линейному виду
|
|
|
= 
(5.6.)
где 
- независимая переменная
С – угловой коэффициент
;
Неизвестную величину Δ Е из выражения (5.5) удобнее искать графическим способом. Для этого его нужно привести к линеаризованному виду. Преобразуем (5.5), получим:
Если сравнить выражение 5.6. с аналитической зависимостью y = сx, то видим, что 
угловой коэффициент который находится из графика, построенного в координатах ln 
от 1/ Т, (рис. 5.3).
Из графика находим tg 
Рис. 5.3. График зависимости проводимости полупроводника от температуры в координатах ln 
, 1/Т
Определите ширину запрещенной зоны данного полупроводника:
Определенные таким образом значения ширины D Е запрещенной зоны приведены для некоторых полупроводников в табл. 5.2.
| Таблица 5.2 | |||||
| Полупроводник | Sn (серое) п/п | Ge | Si | Cu2O | ZnO |
| D Е, ЭВ | 0,1 | 0,7 | 1,1 | 1,4–1,8 | 2,2 |
Полученный результат сравнить с приведенными в табл. 5.2 значениями ширины запрещенной зоны полупроводников (порядок величины).
Контрольные вопросы
1. Каков механизм электропроводности металлов?
2. Каков механизм электропроводности полупроводников?
3. В чем состоят недостатки классической теории проводимости?
4. Пояснить зонную диаграмму полупроводников.
5. Объяснить методику расчета ширины запрещенной зоны.
6. Объяснить различную температурную зависимость электропроводности для металлов и полупроводников.
Список литературы
1. Киреев, П.С. Физика полупроводников / П.С. Киреев. – М.: Высшая школа, 1975.
2. Парселл, Э. Электричество и магнетизм (Берклеевский курс физики) Т. 2 / Э. Парселл. – М.: Наука, 1975.
3. Савельев, М.В. Курс общей физики. Т. 2 / М.В. Савельев. – М.: Наука, 1979.
|
|
|
4. Свирский, М.С. Электронная теория вещества / М.С. Свирский. – М.: Просвещение, 1989.
5. С.Смит. Полупроводники М.: Мир, 1982 – 580с (стр 35, 102-109).
Лабораторная работа № 6
