Экспериментальная установка

Рис. 16.

Принципиальная электрическая схема представлена рис. 16.

На рис. 17 по­ка­за­на схе­ма рас­по­ло­же­ния при­бо­ров и ру­чек управ­ле­ния на ли­це­вой па­не­ли ус­та­нов­ки:

Рис. 17.

1 - тумб­лер вклю­че­ния ус­та­нов­ки; 2 - мик­ро­ам­пер­метр для из­ме­ре­ния то­ка че­рез тер­мо­па­ру; 3 - циф­ро­вой ом­метр Щ4313 для из­ме­ре­ния со­про­тив­ле­ния, на ко­то­ром долж­ны быть на­жа­ты кноп­ки: "сеть", "к", "2", ос­таль­ные от­жа­ты, а вход­ные ште­ке­ры встав­ле­ны в гнез­да "" и "U, к"; 4 - кнопка включения нагревателя; 5 - переключатель исследуемого образца; Т - термопара; 6 - нагреватель; R_п/п, R_ме - образцы из полупроводника и металла.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с правилами техники безопасности. Выполните указанные в них рекомендации.

2. Ознакомьтесь с установкой. Включите измерительные приборы, дайте им прогреться.

3. Измерьте и запишите комнатную температуру T_к.

4. Температурные зависимости R_м(t) и R_пр(T) в данной работе изучают в диапазоне температур от T_к до T_к+(60  70)К. Измерение рекомендуется проводить примерно через 5К. Поэтому, пользуясь градуировочным гра­фи­ком тер­мо­па­ры, най­ди­те шаг из­ме­ре­ния тер­мо­эдс тер­мо­па­ры Т в экс­пе­ри­мен­те, т.е. из­ме­не­ние тер­мо­эдс U_т, соответствующее нагреву образца на T = 5К Занесите в таблицу те значения U_т, при которых в дальнейшем будете проводить измерение.

5. На­жать кноп­ку на­гре­ва 4 и, не от­пус­кая ее, из­ме­рить зна­че­ния со­про­тив­ле­ния по­лу­про­вод­ни­ка (пе­ре­клю­ча­тель 5 в по­ло­же­ние "п/п" ) и ме­тал­ла (пе­ре­клю­ча­тель 5 в по­ло­же­ние "мет" ) при зна­че­ни­ях то­ка I от min до 800 mA че­рез ка­ж­дые 100 mA.

6. Опус­тить кноп­ку на­гре­ва 4 и по­вто­рить из­ме­ре­ния ана­ло­гич­но п.2 в про­цес­се ох­ла­ж­де­ния об­раз­цов.

7. Вы­чис­лить сред­нее зна­че­ние со­про­тив­ле­ний R_п/п и R_мет, полученных при нагревании (п.2) и охлаждении (п.3) образцов по формуле:

R_ср = ( R_нагр + R_охл ) / 2.

8. Используя градуировочный график , определить температуру образца Ò по значению силы тока в нагревательной цепи.

9. Результат занести в таблицу по форме 5.

Форма 5.

	Нагрев		Охлаждение		Среднее
I , 106А	Rп/п , 103 Ом	Rме , 103 Ом	Rп/п , 103 Ом	Rме , 103 Ом	Rп/п , 103 Ом	Rме , 103 Ом	Т

10. В про­цес­се на­гре­ва и ох­ла­ж­де­ния об­раз­цов их со­про­тив­ле­ние из­ме­ня­ет-ся, что ве­дет к из­ме­не­нию то­ка в их це­пи. Не за­бы­вай­те сле­дить за по­сто­ян­ст­вом то­ка че­рез об­ра­зец.

11.По­сле окон­ча­ния из­ме­ре­ний вы­клю­чи­те при­бо­ры и ис­точ­ни­ки пи­та­ния

12 По­строй­те гра­фи­ки за­ви­си­мо­стей R_м=f(t) и lnR_пр=f(¹/_T). Оп­ре­де­ли­те тем­пе­ра­тур­ный ко­эф­фи­ци­ент со­про­тив­ле­ния для ме­тал­ла  и ши­ри­ну за­пре­щен­ной зо­ны по­лу­про­вод­ни­ка.

13.По формуле (1) найдите концентрацию электронов в металле (_м= 8600 ^кг/_м³; M = 0,064 ^кг/_моль; z_Cu = 1; n = 8^. 10²⁸ м³ ) Вычислите для металла ,  и u_n , если /S= 0,1 м ^1.