Порядок выполнения работы. 1. Ознакомьтесь с установкой.
1. Ознакомьтесь с установкой.
2. Подготовить цифровой омметр Щ4313 к измерениям: на нем должны быть нажаты кнопки "сеть", "кW", "2", остальные отжаты, а входные штекеры вставлены в гнезда "*" и "U, кW".
3. Включите измерительные приборы, дайте им прогреться.
4. Подготовьте таблицу по форме 5.2.
5. Измерьте и запишите комнатную температуру Tк.
6. Нажмите один раз кнопку нагрева 4 (кнопку нажатой не держать!).
7. Измерьте значения сопротивления полупроводника (переключатель 5 в положение "п/п" ) и металла (переключатель 5 в положение "мет." ) при значениях тока I от минимального до 800 мA через каждые 100 мA (см.табл.5.2).
Внимание! Не допускайте перегрева образцов. Для этого отключить нагреватель, нажав кнопку нагрева 4 сразу после измерений при токе 800 мА; при этом температура какое-то время будет ещё повышаться.
8. Повторите измерения аналогично п.7 в процессе охлаждения образцов при токе термопары 800 мА, 700 мА и так далее.
9. Вычислите среднее значение всех сопротивлений Rп/п и Rмет, полученных при нагревании (п.7) и охлаждении (п.8) образцов по формуле:
Rср=( Rнагр+Rохл)/2.
10. Используя градуировочный график (рис.5.6), определить температуру образца Т по значению силы тока в цепи термопары.
11. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу по форме 5.2.
Таблица 5.2.
Нагрев | Охлаждение | Среднее | Т, К | , .10-3 К-1 | |||||
I , 10-6А | Rп/п , 103 Ом | Rме , 103 Ом | Rп/п , 103 Ом | Rме , 103 Ом | Rп/п , 103 Ом | Rме , 103 Ом | |||
Tк= | |||||||||
12. После окончания измерений выключите приборы и источники питания.
13. Постройте графики зависимостей Rм=f(Т), Rп/пр=f(Т) и lnRп/пр=f(1/T).
14. По графику Rм=f(Т) определите температурный коэффициент сопротивления для металла a, для чего найдите по графику R0 – сопротивление металла при Т=273 К, и по формуле (5.9) найдите a по некоторому значению RМ и соответствующей ему температуры t0C.
15. По формуле (5.1) найдите концентрацию электронов в металле, воспользовавшись табличными данными: Dм=8600 кг/м3; μ=0.064 кг/моль; zCu=1. Вычислите для металла r, g и un из формул (5.7), (5.6) и (5.5) соответственно, если l/S= 0.1 м -1.
16. Используя график зависимости lnRп/пр=f(1/T), определитеширину запрещенной зоны полупроводника eg по формуле (5.19). Выразите eg в джоулях и в электрон-вольтах.
17. Все полученные данные запишите в табл.5.3.
Таблица 5.3
R0, Ом | α, К-1 | n, м-3 | ρ, Ом.м | g, Ом-1м-1 | un, м2с-1В-1 | eg, Дж | eg, эВ |
Контрольные вопросы
1. Чем определяется различие проводимости металлов, диэлектриков и полупроводников? От каких величин зависит удельная электропроводимость?
2. Что такое подвижность?
3. Объясните механизм возникновения сопротивления металла.
4. Как зависит сопротивление металла от температуры и почему?
5. Дайте определение температурного коэффициента сопротивления. В каких единицах он измеряется?
6. Как объясняет зонная теория деление твердых тел на металлы, полупроводники и диэлектрики?
7. Что такое валентная зона? Зона проводимости? Запрещенная зона? Как они образуются?
8. Сформулируйте принцип Паули.
9. Выведите формулу (5.17).
10. Объясните механизм собственной проводимости в полупроводниках.
11. Как зависит сопротивление полупроводника от температуры и почему?
12. Что такое энергия активации?
13. Объясните методику определения ширины запрещенной зоны (энергии активации) полупроводника.
Используемая литература
[1] §§ 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 43.5;
[2] §§ 13.11, 40.1, 40.2, 40.3, 40.6;
[3] §§ 4.42, 4.43, 4.45, 4.46, 4.48, 4.49, 4.50, 4.51, 4.52;
[4] т.2, § 34;
[5] §§ 98, 238, 240, 241, 242, 243.
Лабораторная работа 2-06
Изучение процессов заряда и разряда конденсатора (ФПЭ-08)
Цель работы:изучение заряда и разряда конденсатора при различных параметрах емкости и сопротивления электрической цепи и вычисление времени релаксации.
Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 635;