Физика. Спец. главы. Лабораторная работа №6.8. Вариант №3

Цена:
100 руб.

Состав работы

material.view.file_icon
material.view.file_icon Лабораторная работа.doc

Необходимые программы

Работа представляет собой rar архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
  • Microsoft Word

Описание

Лабораторная работа 6.8

Изучение температурной зависимости электропроводности полупроводников

1. Цель работы

Изучить зависимость электропроводности полупроводникового образца от температуры. Определить ширину запрещенной зоны

2. Теоретическое введение

Электропроводность материалов определяется выражением:

(1)

где q+ и q- - соответственно величина заряда положительных и отрицательных носителей электрического заряда, n+ и n- - концентрация соответственно положительных и отрицательных носителей заряда, µ+ и µ- - подвижности положительных и отрицательных носителей заряда.

В нашей задаче 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.

Строго говоря, от температуры зависят и концентрация, и подвижности носителей заряда. Однако, во многих случаях в узком диапазоне температур зависимостью подвижностей от температуры можно пренебречь и считать подвижности постоянными, не зависящими от температуры. В данной работе рассматривается именно этот случай.

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

(7)

Решив эту систему относительно Eg получим:

(8)

Формула (8) является рабочей для вычисления ширины запрещенной зоны полупроводника.

В данной работе полупроводниковый образец выполнен в виде параллелепипеда, имеющего длину l, ширину a и высоту b. Для вычисления электропроводности образца воспользуемся законом Ома. Электрическое сопротивление образца по закону Ома равно

(9)

где U- электрическое напряжение на образце, I- сила тока через образец. Приняв во внимание геометрию образца и связь электропроводности и удельного сопротивления найдем выражение для электропроводности полупроводникового образца

(10)

где S=ab- площадь поперечного сечения образца.

Дополнительная информация

Уважаемый студент, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физика (спец. главы)
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: 05.12.2017
Рецензия:Уважаемый , Ваша лабораторная работа проверена. Экспериментальный результат правильный. В ответах на контрольные вопросы ошибка не найдены
Физика Спец. главы. Вариант №3
703 Светильник в виде цилиндра из молочного стекла имеет размеры: длину 25 см, диаметр 24 мм. На расстоянии 2 м при нормальном падении лучей возникает освещенность 15 лк. Определить силу света; яркость и светимость его, считая, что указанный излучатель косинусный. 713 Температура абсолютно черного тела Т = 2 кК. Определить длину волны λm, на которую приходится максимум испускательной способности и спектральную плотность энергетической светимости (rλ,)max для этой длины волны. 723 Фотон с энергие
User Студенткааа : 15 января 2019
150 руб.
Физика (спец. главы). Вид.Зачет.
Билет № 8 1.Энергетический спектр электрона в атоме водорода. Спектр излучения и поглощения атома водорода. 2.Вычислите, при какой ширине прямоугольной потенциальной ямы с бесконечно высокими стенками дискретность энергетического спектра электрона сравнима с его средней кинетической энергией при известной температуре T.
User Yekaterina : 3 февраля 2018
50 руб.
Физика. Спец. главы. Билет №5
Билет № 5 1. Гипотеза Эйнштейна. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. А. Эйнштейн в 1905 г. показал, что явление фотоэффекта и его закономерности могут быть объяснены на основе предложенной им квантовой теории фотоэффекта. 2. Для вольфрамовой нити при истинной температуре 3500 K поглощательная способность равна 0,35. Вычислите радиационную температуру нити. Радиационная температура — это такая температура черного тела, при которой его энергетическая светимость Re равна энергетической с
User Студенткааа : 15 января 2019
100 руб.
Физика (Спец главы) Контрольная работа
710. На расстоянии 70 см от фотоэлемента помещена лампа силой света 240 Кд. Определить полный световой поток лампы и силу тока, которую покажет гальванометр, присоединенный к фотоэлементу, если рабочая поверхность его равна 10 см2, а чувствительность 280 мкА/лм?
User kas5360 : 26 ноября 2015
200 руб.
Зачет по Физике (спец. главы). Билет №4.
1. Гипотеза Планка. Корпускулярно-волновой дуализм света. 2. Вычислите, как изменится длина волны де Бройля электрона в атоме водорода при его переходе с четвёртой боровской орбиты на вторую.
User pavel121 : 1 октября 2018
50 руб.
Зачет по Физике (спец. главы). Билет №4.
Лабораторная работа №6.8.Физика (спец. главы)
Цель работы: Изучить зависимость электропроводности полупроводникового образца от температуры. Определить ширину запрещенной зоны.
User lasca1403 : 10 марта 2018
120 руб.
Проектирование грузовой кабины для подъема людей краном.
Курсовой проект. Проектирование грузовой кабины для подъема людей краном. Целью данного курсового проекта является расчет металлоконструкции грузовой кабины для подъема людей краном. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 УСТРОЙСТВО ГРУЗОВОЙ КАБИНЫ 2 ПОРЯДОК БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ ГРУЗОВОЙ КАБИНЫ 3 РАСЧЕТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ГРУЗОВОЙ КАБИНЫ 3.1 Расчет подхватывающей балки АВ 3.2 Расчет стержней на прочность 3.3 Расчет сварного соединения 3.4 Расчет проушин, работающих на растяжение ЗАКЛЮЧЕНИЕ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СП
User DiKey : 2 февраля 2020
400 руб.
Проектирование грузовой кабины для подъема людей краном.
Техническая термодинамика и теплотехника УГНТУ Задача 9 Вариант 22
Пар — фреон — 12 при температуре t1 поступает в компрессор, где адиабатно сжимается до давления, при котором его температура становится равной t2, а степень сухости пара x2=1. Из компрессора фреон поступает в конденсатор, где при постоянном давлении обращается в жидкость при температуре кипения, после чего адиабатно расширяется в дросселе до температуры t4=t1. Холодопроизводительность установки Q. Определить: — холодильный коэффициент установки; — массовый расход фреона; — теоретичес
User Z24 : 20 декабря 2025
180 руб.
Техническая термодинамика и теплотехника УГНТУ Задача 9 Вариант 22
Направления развития экономики РФ в условиях глобализации мирового хозяйства
Глобализация (от лат. globus — шар) — процесс всемирной экономической, политической и культурной интеграции, основными характеристиками которого являются распространение капитализма по всему миру, мировое разделение труда, миграция в масштабах всей планеты денежных, человеческих и производственных ресурсов, стандартизация законодательства, экономических и технологических процессов, а также сближение культур разных стран. Глобализация стала одной из наиболее влиятельных сил, определяющих дальней
User Elfa254 : 6 ноября 2013
10 руб.
Власний капітал підприємства та порядок його формування
Центральним питанням сучасного перехідного періоду української економіки є питання оптимізації форм і методів її трансформації, пошук найбільш ефективних шляхів освоєння всіма суб'єктами господарювання сучасних ринкових механізмів. На жаль помилки і зневаги при відпрацьовуванні теорії і практики роботи як економіки в цілому, так і окремих її галузей і підприємств у вирішальній мері залежать від якості персоналу, залучення дійсно сучасних методів керування, володіння персоналом знаннями теорії і
User alfFRED : 26 октября 2013
10 руб.
up Наверх