Физика спецглавы. 2-й семестр. Лабораторная работа 6.8. Вариант №4

Лабораторная работа 6.8

Изучение температурной зависимости электропроводности полупроводников

Цель работы: изучить зависимость электропроводности полупроводникового образца от температуры. Определить ширину запрещенной зоны

Теоретические сведения и ход работы:
В нашей работе исследуется собственная электропроводность полупроводника. Поэтому положительными носителями заряда являются дырки, а отрицательными- электроны. Следовательно,
|q+| = |q-| = e
и, поскольку полупроводник собственный, то n += n- = n
Тогда (2)
Здесь µn и µp- подвижность электронов проводимости и дырок, соответственно.
Зависимость концентрации собственных носителей от температуры описывается экспонентой:
(3)
Здесь Eg - ширина запрещенной зоны, k- постоянная Больцмана, T- температура образца, n0- концентрация носителей при высоких температурах.
Отсюда (4)
Обозначим n0 e(µn+µp)= и условно назовем это электропроводностью образца при бесконечно большой температуре. В результате получим выражение для электропроводности образца:
(5)
Таким образом, зависимость электропроводности собственного полупроводника от температуры является экспоненциальной. Уравнение (5) поддается экспериментальной проверке и позволяет определить ширину запрещенной зоны полупроводника Eg . Именно это и является целью данной лабораторной работы.
Прологарифмируем формулу (5). Получим:
(6)
Отсюда следует, что график зависимости от представляет собой прямую линию, что легко проверить практически. Для вычисления ширины запрещенной зоны Eg поступим следующим образом. Построим прямую (6). В уравнении (6) имеем два неизвестных: ширину запрещенной зоны Eg и логарифм электропроводности при бесконечно большой температуре lns 0. Возьмем на прямой (6) две произвольные точки. Уравнение (6) для этих точек запишется как

ЗАЧТЕНА СО 2 РАЗА, ВСЕ ОШИБКИ ИСПРАВЛЕНЫ