Задача II.. Исследование температурной зависимости электрического сопративления полупроводникового резистора и определение ширины запрещённой зоны в собственном полупроводнике.

Задача II.

Исследование температурной зависимости электрического сопративления полупроводникового резистора и определение ширины запрещённой зоны в собственном полупроводнике.

В соответствии с формулой : в собственных полупроводниках температурная зависимость сопротивления имеет вид или после логарифмирования , где E_g - ширина запрещённой зоны.

Терморезистор из чистого германия пмещён внутри проволочного натревателя. Включив питание, нагревают образец до (70 - 80)⁰С. Затем нагреватель отключают и измеряют сопротивление образца через 4 ⁰С в интервале от (70 - 80)⁰С до (25 - 30)⁰С. Результаты измерений вносят в таблицу №2 отчёта. Затем строят график, откладывая по оси ординат логарифм сопротивления , а по оси абсцисс — обратную температуру.

График, построенный по экспериментальным точкам, аппроксимируют прямой линией (проводят прямую, ближайшую к теории графика) тогда ширина запрещённой зоны будет определяться тангенсом угла наклона этой прямой к оси абсцисс : , где k- постоянная Больцмана, lnR₁, 1/T₁ и lnR₂, 1/T₂ - координаты двух произвольных, но не слишком близких точек, лежащих на полученной прямой.

1. Рассчётная формула для измеряемой величины :

, где k =1,38 _* 10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана, R₁ и R₂- сопративления резисторов при температурах Т₁ и Т₂

2. Средства измерений и их характеристики :

Наименование средства измерения	Предел измерения	Цена деления шкалы	Класс точности

3. Задача I. Снятие Вольтамперной характеристики терморезистора.

3.1. Схема электрической цепи.

3.2. Результаты измерений

Данные к построению вольтамперной характеристики :

Таблица №1.

Сила тока I, мкА

Напряжение U, В

4. Задача II. Исследование температурной зависимости электрического сопративления полупроводникового резистора и определение ширины запрещённой зоны в собственном полупроводнике.

Зависимость сопративления полупроводникового резистора от температуры :

Таблица №2.

t, C ^O	T, K	1000/T, K^-1	R, см	lnR

5. Расчёт ширины запрещённой зоны в исследуемом полупроводнике по графику lnR=f(1/T).

E_g= ————— эВ = . . . . . . эВ.

Значение E_g, полученное ЭВМ, <E_g>= . . . . эВ.

6. Оценка погрешностей

6.1. Среднее квадратическое отклонение : . . . . эВ.

6.2. Граница случайной погрешности : . . . . эВ.

7. Окончательный результат : E_g=<E_g>±DE_g=( . . . . . ± . . . . . ) эВ, p=0,95.

Выводы :

⇐ Предыдущая 12