2020-05-12
729Работу выполнил студент УНБО-01-19 Грачев Виктор
Лабораторная работа 2.28
Измерение температурной зависимости сопротивления полупроводников и металлов
Цель работы: определение температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводника, расчет энергии активации электронно-дырочных пар.
Задание: определить температурную зависимость сопротивления предложенных образцов, найти ширину запрещенной зоны полупроводника и температурные коэффициенты сопротивления проводников.
Таблица 1:
| t,°C | T, К | 1/T, 1/К |  , Ом
| ln 
| , Ом
|  , Ом
|
| 21 | 294 | 0,00340 | 45,8 | 4,025 | 56,0 | 48,3 |
| 26 | 299 | 0,00334 | 45,8 | 3,526 | 34 | 49,3 |
| 31 | 304 | 0,00328 | 45,8 | 3,281 | 26,6 | 50 |
| 36 | 309 | 0,00323 | 45,8 | 3,035 | 20,8 | 50,9 |
| 41 | 314 | 0,00318 | 45,8 | 2,918 | 18,5 | 51,7 |
| 46 | 319 | 0,00313 | 45,8 | 2,785 | 16,2 | 52,5 |
| 51 | 324 | 0,00309 | 45,8 | 2,660 | 14,3 | 53,3 |
| 56 | 329 | 0,00304 | 45,8 | 2,534 | 12,6 | 54,1 |
| 61 | 334 | 0,00299 | 45,8 | 2,425 | 11,3 | 55 |
| 66 | 339 | 0,00294 | 45,8 | 2,322 | 10,2 | 55,8 |
2. График зависимости lnR2 от обратной температуры 1/Т:
Угловой коэффициент:
Ширина запрещенной зоны:
В
3. Остальные графики
|
|
|
1)
2)
Абсолютная погрешность:
Относительная погрешность:
Абсолютная погрешность величин a1и a3
Относительные погрешности температурных коэффициентов
Результаты
4. Что такое запрещенные и разрешенные энергетические зоны?
Запрещённая зо́на— область значений энергии, которыми не может обладать электрон в идеальном кристалле. Этот диапазон называют шириной запрещённой зоны и обычно численно выражают в электрон-вольтах. Область значений энергии, которыми не могут обладать электроны в полупроводнике.
Разрешенная зона — энергетическая зона или совокупность перекрывающихся в результате расщепления энергетических уровней изолированных атомов в процессе образования структуры кристалла.
8. В чем состоит механизм электрической проводимости собственных полупроводников?
Полупроводники характеризуются как свойствами проводников, так и диэлектриков. Так как, образуя кристаллы, атомы полупроводников устанавливают ковалентные связи (то есть, один электрон в кристалле кремния, как и алмаза, связан двумя атомами), электронам необходим уровень внутренней энергии для высвобождения из атома (1,76×10−19Дж против 11,2×10−19Дж, чем и характеризуется отличие между полупроводниками и диэлектриками). Эта энергия появляется в них при повышении температуры (например, при комнатной температуре уровень энергии теплового движения атомов равняется 0,4×10−19Дж), и отдельные атомы получают энергию для отрыва электрона от атома. С ростом температуры число свободных электронов и дырок увеличивается, поэтому в полупроводнике, не содержащем примесей, удельное сопротивление уменьшается. Условно принято считать полупроводниками элементы с энергией связи электронов меньшей чем 1,5—2 эВ. Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется только у чистых (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.
|
|
|
