Лабораторные по физике / LAB2_03

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 ___________________ 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 _2.03_

________________________________Фотопроводимость полупроводников______________________

(название работы)

__________________________________________________________________________________________

1.Задача

1) Измерить зависимость скорости рекомбинации от концентрации неравновесных носителей в полупроводнике.

2) По результатам пункта 1) найти константу скорости рекомбинации.

2.Объект и метод исследования.

Фотоэлемент облучаемый световым импульсом светодиода.

3.Рабочие формулы и исходные данные.

1) dn/dt=g-r

2) r=nn

3) G=MneSn/L

4) dG/dt=AE-BG^2

5) dG/dt=-BG^2

6) G=B<G>^2p

7) G/G=pB<G>

8) G/<G>=pB<G>+pN

9) G/G1=U/(U0-U)

10) G/G=(1+G/G1)*(U/U)

11) a=pBG1

12) =(MneSR1)/(pL)

Mn=0,08+/-0,001 м^2/(В*с) U0=30+/-0,5 V

L=4+/-0,01 мм I0=0,02 A

S=0,05+/-0,001 мм^2

R=100 кОм

e=1,602*10^(-19)

4.Измерительные приборы.

N	Наименование	Тип Прибора	Используемый предел (диапазон)	Погрешность прибора или формула погрешности
1	Осцилограф	С1-76	0,6 В	+/-0,01 В
2		С1-76	10 мс	+/- 0,1 мс
3	Вольтметр	В7-21А	100 В	+/- 0,001 В

5.Результаты измерений и вычислений

( таблицы,примеры расчетов,оценки погрешностей).

Период колебаний T(Uмг)=5 мс, 1=T-0=5-1=4 мс; По данным осцилографа Tтеор=1/200=5 мс;

Вывод: Вычисленные Tтеор и T совпадают следовательно совпали и p.

G/G1=U/(U0-U) U0=30 В

G/G= U0(U)/U(U0-U)

Образец вычисления:

случай (1):

G/G1=7,02/(30-7,02)=0,30548302

G/G=30*0,3/(7,02(30-7,02))=0,055789869

Таблица результатов экспериментов и расчетных значений G/G, G/G1:

Номер	U,в	U,мв	G/G1*1/10 (*10^-1)	G/G*1/100 *1/100
1	7,02	0,3	3,054832	5,5789869
2	6,909	0,28	2,9920748	5,2652784
3	6,815	0,27	2,9394004	5,1263946
4	6,585	0,26	2,8122998	5,0587666
5	6,368	0,25	2,6946513	4,9837669
6	6,327	0,24	2,672665	4,8070801
7	6,104	0,23	2,5544024	4,730525
8	5,901	0,22	2,4486493	4,6410825
9	5,74	0,21	2,3660346	4,5241588
10	5,687	0,2	2,3390778	4,3393978
11	5,432	0,19	2,2110061	4,2711544
12	5,188	0,18	2,0909237	4,1950003
13	3,14	0,17	2,0675787	3,9912223
14	4,91	0,16	1,9569549	3,8963598
15	4,513	0,15	1,7707066	3,9122667

Считаем коэффициент пропорциональности G/G1 относительно G/G1 (обозначаемый как “a”) для облегчения и упрощения обозначим  (G/G1)=x (G/G)=y. Метод парнах точек кол-во пар N=7.

N

x (*10^(-2))

y (*10^(-3))

ai *(10^(-1))

<a>=0,12758318

<a>=((<a>-ai)^2)/N(N-1))^(1/2)=4,13647

(a/a)=<a>*(0,95;14)=7,1327883*10^(-2)

(aпол/a)=((acл/a)^2+ aин/a)^2)^(1/2)=

=9,9045092*10^(-2)

1-5	6,779427	7,288158	1,0750404
2-6	5,974475	8,34652	1,396215
3-7	6,050863	8,158578	1,3483329
4-8	6,037276	7,887666	1,3064941
	6,012937	7,876122	1,3098627
	6,003226	7,869968	1,3109564
	6,26040	7,411196	1,1838211

Имеем относительную погрешность к-та пропорциональности . =(MneSR1)/(pL) Рассмотрим погрешность величин входящих в выражение для : Относительная погрешность p=p/p=0,025. Погрешности постоянных сопротивлений пренебрижимо малы. Аналогично e-табличное данное еще более точно измеренное.

S/S=1/50=0,02 l/l=1/400=0,0025 /=1/80=1,25

/=((aпол/a)^2+(p/p)^2+(S/S)^2+(l/l)^2)^(1/2)=1,0486863*10^(-1) т.е. видно что величина относительной погрешности, вычисляетс как a/a мало отличается от/ т.к. Основной вклад в погрешность вносит значение случайной погрешности, а величины S, l, , , а тем более e и R, кажутся по сравнению с ней очень точными. =(5,1097057+/-0,53584783)*10^(-19)

=(5,11+/-0,54)*10^(-19)

||=М^3/c Величину измерения можно проверить по формулам указанным в пункте 3.

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

Теоретическая база эксперимента позволяет вычислять микроскопические пареметры (скор. рекомб.) через макроскопические (проводимость). Причем довольно точно (+/- 0,1)

=(5,11+/-0,54)*10^(-19)

ПРИМЕЧАНИЕ. К отчету прилагаются:графики на миллиметровой бумаге,схемы

(по требованию преодавателя) и т.д.

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

измеряется в метрах кубических в секунду т.е. она показывает (грубо говоря) какова будет скорость рекомбинации если n=p=1 м^(-3), =(5,11+/-0,54)*10^(-19)

ПРИМЕЧАНИЕ. К отчету прилагаются:графики на миллиметровой бумаге,схемы

(по требованию преодавателя) и т.д.

7.Замечание преподавателя,дополнительные задания.

8.Исправление ошибок,выполнение дополнительных заданий.

Вывод формул:

dn/dt=g-r r~n и r~p (вероятность столкновения дырки и электрона)

n=p r=nn g=Eф G=(eS/l)n dG=(eS/l)dn dn=l*dG/(eS)

A=(eS/l)

B=(eS/l)*((l/(нeS))^2*G)*l/(нeS)

dG/dt=AEф-BG^2

=0 G=<G> при Eф=0 имеем:

dG/dt=-B<G>^2 G=-Bp<G>^2

G/G1=-Bp<G>

G/G1=U/(U0-U) - Проводимость цепи

G/G=(1+ G/G1)*(U/U)

далее: a=pBG1

откуда: =(MneSR1)/(pL)

и упрощения обозначим  (G/G1)=x (G/G)=y. Метод парнах точек кол-во пар N=7.

N

x (*10^(-2))

y (*10^(-3))

ai *(10^(-1))

<a>=0,12758318

<a>=((<a>-ai)^2)/N(N-1))^(1/2)=4,13647

(a/a)=<a>*(0,95;14)=7,1327883*10^(-2)

(aпол/a)=((acл/a)^2+ aин/a)^2)^(1/2)=

=9,9045092*10^(-2)

1-5
2-6
3-7
4-8