33 - metoda

где k – постоянная Больцмана; k = 0,862 10–4 эВ/К; lnR1, 1/T1 и lnR2, 1/T2 –

координаты двух произвольных, но не слишком близких точек, лежащих на полученной прямой.

Рис. 4. Зависимость логарифма сопротивления lnR

полупроводника от обратной температуры 1/T

Погрешность Eg определения ширины запрещенной зоны оценивается по формуле*

(15)

где t – значение коэффициента Стьюдента при доверительной вероятности

P=0,95

Среднее квадратическое отклонение S<Eg> рассчитывается по методу наименьших квадратов.

Метод наименьших квадратов.

Пусть измеряемые величины lnR и 1/T связаны линейной зависимостью lnR b 1/T c. Задача заключается в том, чтобы по n парам измеренных значений (lnRi , 1/Ti ) найти наилучшие значения b и c. Наилучшими считают те значения, которые обеспечивают минимальную величину среднего квадрата отклонений измеренных величин от прямой.

11

(1/T 1/T) lnR

Ответ дается формулами b i i , c ln R b 1/T .

(1/Ti 1/T)2

Среднеквадратичные ошибки в величинах b и c имеют вид

В нашем случае коэффициент b определяет ширину запрещенной зоны рассматриваемого полупроводника, а величина b – среднее квадратичное отклонение измеряемой величины.

Контрольные вопросы

1.Какие полупроводники называются собственными?

2.Какие носители электрического заряда создают электрический ток в собственном полупроводнике?

3.Что называется вольт-амперной характеристикой терморезистора?

4.Как объяснить нелинейность вольт-амперной характеристики?

5.Как определить ширину запрещенной зоны полупроводника, зная зависимость сопротивления полупроводника от температуры?

6.Каковы основные механизмами рассеяния носителей заряда в полупроводниках?

12

ПРИЛОЖЕНИЕ

ФОРМА ОТЧЕТА

Титульный лист:

УрФУ Кафедра физики

Отчёт по лабораторной работе

Исследование полупроводникового резистора

Студент(ка)___________

Группа_______________

Преподаватель________

Дата_________________

На внутренних страницах:

1. Расчетная формула для измеряемой величины

где k =1,38 10–23 Дж/К –постоянная Больцмана;

R1, R2 – сопротивления резистора при температурах T1 и T2.

2. Средства измерений и их характеристики.

13

3. ЗАДАЧА 1. Снятие вольтамперной характеристики полупроводникового

резистора

Результаты измерений

Данные к построению вольтамперной характеристики

Таблица П.1

Напряжение

U, В

Сила тока I,

мА

4. ЗАДАЧА 2 Исследование температурной зависимости электрического

сопротивления полупроводникового резистора и определение ширины

запрещенной зоны в собственном полупроводнике

Зависимость сопротивления полупроводникового резистора

от температуры

Таблица П. 2

5. Расчет ширины запрещенной зоны в исследуемом полупроводнике по

графику lnR = f(1/T)

Eg= эВ

6.Оценка погрешностей

6.1.Расчет среднеквадратичного отклонения по методу наименьших квадратов

14

7. Окончательный результат

Eg = <Eg> Eg = (... ...) эВ, P=0.95.

8.Выводы (проанализировать полученную вольтамперную характеристику полупроводникового резистора, сравнить ширину запрещенной зоны с табличным значением).

15

Учебное издание

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО РЕЗИСТОРА

Методические указания к лабораторной работе № 33

Составители Карпов Юрий Григорьевич

Филанович Антон Николаевич

Компьютерный набор Н. Н. Анохиной

Редакционно-издательский отдел УрФУ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 rio@mail.ustu.ru.

Ризография НИЧ УрФУ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19.

16