Обработка результатов измерений. 1. По данным табл. 1 построить на масштабной мил-лиметровой бумаге графики (но, возможно, в разном мас-штабе) зависимости сопротивления полупроводника и

1. По данным табл. 1 построить на масштабной мил-лиметровой бумаге графики (но, возможно, в разном мас-штабе) зависимости сопротивления полупроводника и ме-талла от температуры.

2. Исходя из формулы (6) можно получить следующую формулу для вычисления – температурного коэффици-ента сопротивления металла:

(17)

Выбрать на прямой линии графика R(T) для металла две точки R₁(T₁) и R₂(T₂) в начале и в конце интервала температур измерений и вычислить по формуле (17). Если измерения проводились с начальной температуры, большей, чем 20^o С, то значение R₀ найти методом ин-терполяции.

Примечание: точки R₁(T₁) и R₂(T₂) не обязательно будут совпадать с экспериментально измеренными значениями. Сравнить полученное значение с табличным значением для меди.

3. Для вычисления температурного коэффициента со-противления полупроводника заполнить таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п				...
T(K)
1/T
R, Ом
ln R
a

По значениям этой таблицы на миллиметровой масштабной бумаге построить график зависимости сопро-тивления полупроводника от температуры в координатах (1/T; lnR), проведя по экспериментальным точкам прямую линию. Для определения тангенса угла наклона прямой к оси 1/T, равной константе А в формуле (14), выбираются две произвольные точки на этой прямой (рис. 3).

Пусть координаты этих точек равны (1/T₁, lnR₁) и (1/T₂, lnR₂), тогда очевидно соотношение:

(18)

Затем исходя из формулы (13) необходимо вычислить энергию активации в электронвольтах:

(19)

Коэффициент сопротивления вычислить по формуле (16).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Чем отличаются полупроводники от металлов и ди-электриков по своим электрическим свойствам?

2. Каков механизм сопротивления проводников элек-трическому току?

3. Чем объясняется температурная зависимость со-противления полупроводников?

4. Что такое собственная проводимость полупро-водника?

5. Что такое примесная проводимость полупровод-ника?

6. Что такое энергия активации примесного (локаль-ного) уровня?

7. В чем состоят явления термогенерации и ре-комбинации носителей заряда?

8. Что такое полупроводник p –типа и n –типа?

9. Какова будет проводимость металлов и полупро-водников при Т=0К?

10. Получите закон Ома в дифференциальной фор-ме, исходя из закона Ома в интегральной форме.

11. Как определяется физическая величина, называ-емая «подвижность носителей заряда»?

12. Как определяется температурный коэффициент сопротивления металлов?

13. Какой смысл имеет знак «минус» в формуле (16) для температурного коэффициента сопротивления по-лупроводника?

14. Что такое вырождение электронного газа?

15. Является ли совокупность электронов в метал-лах вырожденным электронным газом? Является ли совокупность электронов (дырок) в полупроводниках вырожденным газом электронов (дырок)?

16. Можно ли получить вырожденный газ элек-тронов (дырок) в полупроводниках?

17. Можно ли измерять сопротивление резистора с помощью омметра, если резистор находится в работа-ющей схеме, когда по нему течет ток?

18. Во время выполнения лабораторной работы вы-шел из строя комбинированный прибор Щ4313, ра-ботавший в режиме омметра, и его заменили новым прибором – тестером, установленным переключателем в режим измерения сопротивлений, однако тестер не давал никаких показаний. Каковы возможные причины «неисправности» нового тестера?

(В новом тестере нет обрывов проводов или на-рушения электрических контактов).

19. В зависимости от измеряемого сопротивления шкала омметра с помощью переключателя для измере-ния сопротивлений в следующих диапазонах: 0…1 Ом, 0…10 Ом, 0…100 Ом и т.д. Что меняется в схеме омметра при переключении диапазона измерения со-противлений?

20. Сопротивление 9 Ом можно измерить на двух из перечисленных в предыдущем вопросе диапазонах. На каком диапазоне измерение будет точнее?

21. Почему омметры со стрелочным указателем зна-чения сопротивления имеют неравномерную шкалу?

22. Почему для работы тестеров в режиме измере-ния сопротивления необходима батарея питания?

23. В данной работе температура измеряется с по-мощью ртутного термометра. Какие еще существуют датчики температуры?

24. Можно ли использовать термистор для измере-ния температуры?

25. Какие недостатки у ртутного термометра как датчика температуры?

26. Почему рекомендуется нагревать всю сборку со-противлений медленно, время от времени отключая нагреватель от сети?

27. Чем ограничено максимальное значение темпе-ратуры, достигаемое в данной работе?

28. Какие недостатки у термистора как датчика тем-пературы?

29. В лабораторной работе сопротивление измеря-лось тестером с батареей питания. Во время работы батарея совсем разрядилась и ее заменили новой бата-реей с более высоким значением ЭДС. Какую регу-лировку надо произвести, чтобы тестер с новой бата-реей давал правильные значения сопротивлений?

30. Одно из применений термисторов – измерение пониженного давления (измерение вакуума). Для этих целей используется термистор с принудительным наг-ревом (дополнительная обмотка, подогревающая термистор). При постоянном токе подогрева сопротив-ление резистора зависит от давления в откачиваемом объеме. Какова физическая причина этого явления?