![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •В. К. Усачев в. М. Чернов Лабораторный практикум по физической электронике
- •Лабораторная работа № 1 определение параметров многоэлектронных ламп введение
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработки результатов
- •П ринцип действия релаксационного генератора на тиратроне
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 1 снятие пусковой характеристики
- •Упражнение 2 определение экспериментальной зависимости периода колебании от напряжения на сетке
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание лабораторной установки
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемойлитературы
- •Лабораторная работа № 6 определение характеристик фотоэлектронного умножителя
- •Описание установки
- •Порядок внполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Лабораторная работа № 7 изучение температурной зависимости сопротивления полупроводников и определение энергии активации
- •Описание метода и установки
- •Задание
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Лабораторная работа № 8 изучение явления термо-э.Д.С. В металлах и полупроводниках
- •Описание установки
- •Задание
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Содержание
- •454021 Челябинск, ул. Братьев Кашириных,129
- •451021 Челябинск, ул. Молодогвардейцев, 57б
Описание метода и установки
Теплоэлектрический полупроводниковый прибор, использующий зависимость проводимости (сопротивления) полупроводника от температуры, предназначенный для регистрации изменения температуры окружающей среды, называется терморезистором или термистором. Материалами для изготовления терморезисторов служат оксиды различных металлов: меди, марганца, цинка и т.д. Область применения каждого типа терморезистора определяется его свойствами и параметрами: температурной характеристикой и коэффициентом сопротивления.
Зависимость проводимости полупроводникового материала от температуры называется температурной характеристикой. В данной работе для снятия температурной характеристики исследуемый полупроводниковый терморезистор помещен в нагревательную печь - трубчатый резистор. На одном уровне с ним находится ртутная головка термометра. В эксперименте измеряется сопротивление терморезистора с помощью мультиметра типа CI-I07.
Температура
исследуемого образца определяется
величиной протекающего через трубчатый
резистор электрического тока, задаваемого
с помощью тиристорного регулятора
напряжения. Измерения проводят через
каждые 10 градусов от комнатной температуры
до 300°С, плавно изменяя напряжение. По
полученным значениям вычисляют
проводимость
и строят графики
,
и
,
где
- температура по шкале Кельвина.
В данном полупроводниковом терморезисторе в исследуемом интервале температур в измеряемые значения сопротивления (и проводимости) подвижности носителей вносят пренебрежимо малый вклад. Поэтому сопротивление терморезистора определяется только примесной и собственной проводимостями. В соответствии с этим обстоятельством проводимость представляет собой сумму двух экспонент
,
(23)
,
,
(23а)
где
и
-
условные собственная и примесная
проводимости при
.
Для того, чтобы определить энергии
активации
и
,
необходимо разделить экспоненты.
Поскольку
,
то при больших значениях
(низких
температурах) вклад в
обусловлен практически только второй
экспонентной в (23) -
.
В зависимости
эта экспонента представляет собой
прямую линию со стороны больших значений
(рис.2). Наклон этой прямой определяется
энергией активации
,
которая Энергия
вычисляется по формуле
,
(24)
где
приращение, полученное при изменении
обратной температуры на
(см. рис.2).
Для
выделения другой компоненты проводимости
необходимо продолжить прямую линию
(прямую I
на рис.2), проходящую через точки при
больших значениях
(малых значениях температуры), в сторону
малых значений обратной температуры.
Эта линия соответствует второй экспоненте
в (23). Для выделения первой компоненты
теперь надо из результирующей зависимости
вычесть
.
.
(25)
Построив
зависимость
(прямая 2 на рис. 2), вычисляют энергию
активации
.
Температурный
коэффициент сопротивления
показывает относительное изменение
абсолютной величины сопротивления при
изменении температуры на 1K
и определяется формулой
(26)
При низких температурах (при больших 1/Т), когда проводимость полупроводника определяется наличием примеси, первым слагаемым в (23) можно пренебречь и
,
(27)
или
,
(28)
Подставляя (28) и (27) в (26), получим
.
(29)
Таким
образом, при низких температурах для
прямолинейного участка зависимости
значение коэффициента
может быть вычислено по формуле (29).