3. Контрольні запитання.
1. Як пояснюється електропровідність напівпровідників з точки зору зонної теорії?
2. Пояснити механізм власної та домішкової електропровідності напівпровідників?
3. Від чого залежить електропровідність напівпровідників?
4. Що таке фоторезистор (ФР)?
5. Пояснити, як і чому залежить величина електричного опору ФР від світлового потоку.
6. Що таке чутливість ФР і від чого вона залежить? В яких одиницях вона вимірюється?
7. Який вигляд має світова характеристика?
8. Як залежить величина світлового потоку від відстані між точковим джерелом світла і освітлюваною поверхнею фоторезистора?
9. Як вираховується величина електричного опору ФР в даній лабораторній роботі?
10. Який графік необхідно побудувати за результатами вимірювання в нашій лабораторній роботі?
4. Домашнє завдання.
Для виконання роботи необхідно вивчити наступні питання: внутрішній фотоефект; залежність величини фотоопору від світлового потоку, що падає на фоторезистор; напівпровідникові матеріали; фотоелектронні переходи в напівпровідниках.
5. Лабораторне завдання.
Для вивчення залежності величини опору ФР від світлового потоку використовується вимірювальна схема (рис. 3). Робочим тілом фоторезистора є світлочутливий сірчаний кадмій CdS.
Внаслідок зміщення джерела світла Л вздовж оптичної лави змінюється величина опору ФР і струм в його колі. Залежність електричного опору ФР від світлового потоку називається світловою характеристикою.
Вимірюючи при різних світлових потоках струм через ФР та подану з потенціометра на цю ділянку кола напругу, можна вирахувати за законом Ома величиною опору ФР при різних світлових потоках.
6. Послідовність виконання роботи.
1. Скласти схему, вказану на рис. 3.
Схема вимірювальної установки:
Л – лампа розжарення, 220В, 300 Вт;
ФР – фоторезистор, Ø10 мм;
V – вольтметр;
П – потенціометр;
μА – мікроампер метр;
К – ключ.
Рис. 3.
2. Замкнувши ключ К , подати в коло ФР напругу, вимірювану вольтметром.
3. Пересуваючи джерело світла Л вздовж оптичної лави, виміряти лінійкою відстань r між джерелом і ФР та виміряти силу струму І мікроамперметром в цьому колі при кожній відстані r та незмінній напрузі U.
4. Результати вимірювань занести до таблиці 1:
-
r, см
I, мкА
5. Використовуючи закон Ома для ділянки
кола
,
вирахувати для кожного випадку величину
фото опору R та величину
,
від якої прямопропорційно залежить
світловий потік згідно з формулою (2).
6. Результати розрахунків занести до таблиці 2:
-
, см
R, Ом
7. За даними таблиці 2.
побудувати графік залежності
за
ним зробити висновок про залежність
величини опору ФР від світлового потоку.
8. Вираховувати за формулою (3) чутливість ФР для двох граничних значень світлового потоку і зробити висновок про те, чи залежить чутливість від світлового потоку.
6. Прилади та обладнання.
Джерело світла, ключ, джерело напруги, фоторезистор, потенціометр, вольтметр, мікроамперметр.
7. Література.
1. Савєльєв И.В. Курс общей физики, т.2, М. , "Наука", 1982, §78.
2. Савєльєв И.В. Курс общей физики, т.3, М. , "Наука", 1987, §87.
3. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, т.2, М. ,"Наука",1987, §
Лабораторна робота № 9