Практические задания. 1. Задавайте температуру нагрева от комнатной температуры до 3300 К через 2–3 градуса

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 R₁= f₁(T), R₂= f₂(T) как функцию температуры.

Таблица 5.1

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 ΔЕ 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 DЕ запрещенной зоны приведены для некоторых полупроводников в табл. 5.2.

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