- •Лабораторна робота № 3 дослідження температурної залежності провідників і напівпровідників
- •Ііі.Теоретичні питання програми, знання яких необхідне для виконання роботи
- •IV. Теоретичні відомості та опис установки
- •V.Завдання та хід його виконання
- •VI. Література
- •VII. Запитання для самоконтролю і контролю
V.Завдання та хід його виконання
а) Дослідження температурної залежності опору провідника.
1. Ознайомившись з будовою та порядком вимірювання на містку постійного струму, збирають електричне коло за схемою на рис. 3.8.
2. Перемкнувши ключ К в положення а), вимірюють опір провідника містком 1 і кімнатну температуру термометром 2.
3. Увімкнувши термошафу, проводять вимірювання залежностей опору провідника (через кожні ) від кімнатної температури до . Дані заносять у таблицю 3.1.
Таблиця 3.1
№ п/п |
R |
t |
T |
|
Ом |
K |
1/K |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
-
Будують графік залежності і переконуються в його лінійності.
5. За графіком знаходять опори і при температурах Т1 і Т2 та за формулою визначають температурний коефіцієнт опору. Отриманий результат порівнюють з табличним.
б) Дослідження температурної залежності опору напівпровідника
1. Перемкнувши ключ К в положення б), вимірюють опір напівпровідника містком 1 та температуру термометром 2.
2. Вимірюють опір даного напівпровідника при різних температурах, поступово збільшуючи її від кімнатної до 70-80; вимірювання проводять через кожні 4-6 градусів; дані записують у таблицю 3.2.
Таблиця 3.2
№ п/п |
t |
T |
1/Т |
ln R |
K |
1/К |
- |
||
|
|
|
|
|
3. За даними таблиці 3.2 будують графік залежності .
в) ВИЗНАЧЕННЯ ШИРИНИ ЗАБОРОНЕНОЇ ЗОНИ (за графіком)
1. Прологарифмувавши вираз (3.14), одержимо
. (3.15)
-
З графіка /зразок див. на рис. 3.9/ кутовий коефіцієнт прямої визначають як тангенс
кута її нахилу до осі :
За окремою інструкцією, що приведена на кришці приладу.
3. У рівнянні (3.15) кутовий коефіцієнт
прямої є . Тому
і , (3.16)
де Дж/К.
4. Одержане значення ширини забороненої зони виражають в еВ.
г) ВИЗНАЧЕННЯ ШИРИНИ ЗАБОРОНЕНОЇ ЗОНИ (за розрахунками)
1. Визначають за формулою
, (3.17)
де і - значення абсолютних температур, при яких вимірювалися опори і /дані з таблиці 3.2/.
-
Значення, одержане за формулами (3.17) і (3.16) порівнюють.
-
Роблять висновки з отриманих результатів.
VI. Література
[2] – стор. 55-57, 80-94.
[3] – стор. 104-106;
[4] – стор. 142-157.
[5] – стор. 284-286.
[6] – стор. 176-207.
[7] – стор. 51-56.
[8] – стор. 40-42.
[9] – стор. 59-60, 64-66, 74-76.
Формулу (3.17) одержують так:
(3.18) і . (3.19)
Ділимо (3.18) на (3.19):
. (3.20)
Логарифмуємо вираз (3.20):
. (3.21)
Визначивши з (3.21), отримують формулу (3.17).
.