Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
82
Добавлен:
23.05.2015
Размер:
48.13 Кб
Скачать

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

__________________________________________________________________________________________

Факультет ___ФТК_______________ К работе допущен ________________________

Группа ___1085/2_________________ (подпись,дата)

Студент _Юрьев Евгений__________ Работа выполнена ________________________

_Юрьевич________________ (лаборант,преподаватель)

Преподаватель _Воробьева Т.В.____ Отчет принят _____________________________

(подпись,дата)

Р А Б О Ч И Й П Р О Т О К О Л И О Т Ч Е Т

по лабораторной работе N _2.01_

_____________________Концентрация и подвижность носителей тока в проводнике______________

(название работы)

__________________________________________________________________________________________

1.Задача

1) Измерить температурную зависимость концентрации в подвижности носителей тока в полупроводнике.

2) По результатам пункта 1) найти ширину запрещенной зоны Wg.

2.Объект и метод исследования.

Полупроводниковая призма.

dT B

3.Рабочие формулы и исходные данные.

1) j=I/S=I/bd

2) E0=U1/l 50 50

3) UH=VBb=(1/ne)*(IB/d)

4) n=IB/(edUH)

5) RH=1/ne

6) m=j/(neE0)

7) Ln(n)=Ln(n0)-Wgl/(2kT)= Ln(n0)-a/T 2.0 U(мВ) 152 I(Ом)

8) I=enmU/l

Данные:

Катушка: Термопара: Образец:

B=aI T=T0+K0U b=10^(-3) м

a=1,316 T/мА K=25 к/мВ d=2*10^(-3) м

l=4*10^(-3) м

T=291 k

I=200 мА+/- 20 мА

IM=100 мА+/- 2 мА

4.Измерительные приборы.

N

Наименование

Тип Прибора

Используемый предел (диапазон)

Погрешность прибора

или формула погрешности

1

Вольтметр

В7-16А(цифр.)

1000 мВ

+/-0.1

2

Вольтметр

В7-21А(цифр.)

100 мВ

+/-0.01

3

Вольтметр

В7-21 (цифр.)

10 мВ

+/-0.001

4

Амперметр

Аналог.

5.Результаты измерений и вычислений

( таблицы,примеры расчетов,оценки погрешностей).

Таблица 1:

N

UT

U1

U*

Ub

UH

dT

T

T^(-1)

n

Ln(n)

m

1

0,375

73,2

0,3

21,68

21,39

9,375

300,375

3,3291

3,86

49,704954

8,8376

2

0,68

73,2

0,29

21,55

21,26

17

308

3,2467

3,87

49,707541

8,82058

3

0,861

73,3

0,29

21,49

21,2

21,525

312,525

3,1997

3,88

49,7101221

8,7841

4

1,047

73,5

0,28

21,42

21,13

26,175

317,175

3,1528

3,89

49,712696

8,7395

5

1,172

73,3

0,29

21,37

21,08

29,3

320,3

3,1220

3,9

49,715263

8,7426

6

1,291

73,5

0,29

21,34

21,05

32,275

323,275

3,0933

3,91

49,717824

8,7064

7

1,389

73,4

0,29

21,3

21,01

34,725

325,725

3,0700

3,91

49,717824

8,7058

8

1,43

73,4

0,28

21,28

20,99

35,75

326,75

3,0604

3,92

49,720378

8,6934

9

1,47

73,4

0,29

21,26

20,97

36,75

327,75

3,0511

3,92

49,720378

8,6851

10

1,516

73,4

0,29

21,2

20,91

37,9

328,9

3,0404

3,93

49,722926

8,6727

11

1,697

73,5

0,29

21,16

20,87

42,425

333,425

2,9991

3,94

49,725467

8,6319

12

1,808

73,4

0,29

21,09

20,8

45,2

336,2

2,9744

3,95

49,728002

8,6147

13

1,924

73,4

0,28

21,01

20,72

48,1

339,1

2,9489

3,97

49,733053

8,5857

14

2,026

73,2

0,28

20,98

20,69

50,65

341,65

2,9269

3,97

49,733053

8,5926

Таблица 2:

Пары

d(1/T)

ln n

g*10^2

1 8

27

0,0184

0,6815

2 9

20

0,0137

0,685

3 10

16

0,0138

0,8625

4 11

15

0,0124

0,8267

5 12

15

0,0134

0,8933

6 13

14

0,0154

1,1

7 14

14

0,0158

1,1286

Следует обратить внимание на возможность упрощения вычислений:

DLn(n)=Ln(n2)-Ln(n1)=DLn(IB/ed)*1/Un=- DLn(U)

IB/ed=8.2236837*10^19

Пример вычислений:

1)0.680*25=17.0 5)8.2236837*10^19/0.02126=3.87*10^21

2)17+291=308 6)Ln(3.87*10^21)=49.7058

3)1/308=3.25*10^(-3) 7)4*21,26*10^(-3)/(73,2*10^(-3)*1.315789*100)=8.82098*10^(-3)

4) 21.53-0.29=21.24

Поиск углового коэфф. g:

<g>=(е gi)/N; N=7; <g>=-88,250755

Dg=(е(<g>- g)^2/(N(N-1)))^1/2 d=Dg/|<g>|=7.64%

g=-Wg/2k Wg=-2kg=1.52*10^(-2) эВ

Анализ погрешностей:

При подсчете абсолютной погрешности вычисления Ln(n) следует заметить, что D(f(x))=f’(x)*Dx, т.е. D(Ln(n))=Ln’(n)*Dn= Dn/n=dn, но dn<0.1, тогда так как мы имеем дело с довольно большими числами (=49.7), погрешностью Ln следует пренебречь по сравнению с величиной dg.

Погрешность T тоже невелика, то ее следует учесть:

dw=( dg^2+ dt^2)^(1/2)=7.65*10^(-2) DW/W= e(0.95;14)=22*7.65%=0.168

W=(1.52 +/- 0.26)*10^(-2) эВ

6.Выводы (основные разультатов работы и их анализ).

Для вычисления значения Wg необязательно знать B, I, b, даже |e|; которые казалось бы необходимы для того чтобы получить n, достаточно поддерживать постоянными I, IH (для B=const), и знать текущие значения UH; причем даже не важен порядок величины UH. Таким образом погрешность Wg определяется только относительной погрешностью UH, и погрешностямми отклонения от фиксированного значения B, I, b, и от их самих, и от приборов, которыми они измерялись.

7.Замечание преподавателя,дополнительные задания.

8.Исправление ошибок,выполнение дополнительных заданий.

ПРИМЕЧАНИЕ. К отчету прилагаются:графики на миллиметровой бумаге,схемы (по требованию преодавателя) и т.д.

6.Выводы (основные разультатов работы и их анализ).

При вычислении Wg используются отношения вида Ui/Uj.

При увеличении T, растет и n, но m уменьшается (видно по графику), что в некотором смысле компенсирует возрастание n.

Wg не соответствует табличным данным для InSb, Si, GaAs, Ge.

7.Замечание преподавателя,дополнительные задания.

8.Исправление ошибок,выполнение дополнительных заданий.

ПРИМЕЧАНИЕ. К отчету прилагаются:графики на миллиметровой бумаге,схемы (по требованию преодавателя) и т.д.

Соседние файлы в папке Лабораторные по физике