Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с расположением органов управления и назначением измерительных приборов на передней панели лабораторной установки.

2. Включить установку на измерение распределения потенциала вдоль полупроводникового образца.

3. С помощью ручки регулятора тока установить определенное значение тока через контакты 2 и 5.

4. Подключить одну клемму вольтметра для измерения распределения потенциала к контакту 5.

5. Снять распределение потенциала вдоль полупроводникового образца при трех значениях тока (I₁, I₂, I₃) и при изменении в каждом случае полярности приложенного напряжения на обратное.

6. Построить графики распределения потенциала с учетом скачков потенциала на токовых электродах.

7. Вычислить сопротивления контактов 2 и 5, участка полупроводникового образца между электродами 3 и 4 при трех значениях протекающего тока. Объяснить полученные результаты.

8. Переключить установку на измерение дифференциального сопротивления диода.

9. С помощью ручки регулятора тока установить через диод определенное значение постоянного тока.

10. Включить нагреватель и через каждые 10 градусов записывать показания вольтметра, предназначенного для измерения падения напряжения на диоде.

11. По полученным результатам и установленному току вычислить дифференциальное сопротивление при каждой температуре и взять натуральные логарифмы.

12. Построить график зависимости lnR оти определить контактную разность потенциалов по формуле:

, (2.84)

где k – постоянная Больцмана;

е – заряд электрона.

Примечание:допустимые значения тока, напряжения и температуры указаны на панели.

13. Определить погрешности проведенных измерений.

Контрольные вопросы

1. Объясните возникновение контактной разности потенциалов между металлом и полупроводником, если они имеют разные работы выхода электрона.

2. Какие причины обусловливают возникновение потенциальных барьеров в области контакта металл-полупроводник?

3. Чем объясняется искривление энергетических зон полупроводника у границы его с металлом?

4. В каких случаях в области контакта металл-полупроводник образуется запирающий или антизапирающий слой?

5. Какова роль поверхностных состояний в контактных явлениях?

6. Что называется инверсным слоем и как он образуется?

7. Почему при контакте металла с полупроводником контактное поле проникает глубоко в полупроводник и практически не проникает в металл?

8. Какой контакт называется невыпрямляющим; выпрямляющим; омическим? Какие условия получения хороших омических контактов металл-полупроводник?

9. В чем сущность диодной и диффузионной теории выпрямления на контакте полупроводника с металлом?

10. Объясните различие выражения для тока насыщения в диодной и диффузионной теории.

11. Объясните график распределения потенциала вдоль полупроводникового образца с учетом контактных явлений.

12. Приведите примеры практического применения точечных диодов.

Литература [5] 8.75 – 8.75; [8] 3.3.

2.7. Изучение электрофизических процессов вp-nпереходе

Цель работы:Изучить вольт-амперные характеристики выпрямительного и туннельного диодов, рассмотреть процессы, определяющие особенности ВАХ. Выяснить характер влияния температуры на эти процессы.