2-й семестр ДО. «Физика (спец. главы)». Лабораторная работа №6.8. В3
Состав работы
|
|
|
|
Необходимые программы
Работа представляет собой zip архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- Microsoft Word
Описание
Лабораторная работа 6.8
по дисциплине: «Физика (спец. главы)»
Выполнена работа над ошибками, для сдачи работы. ИТОГ
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- – еличина 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, no – концентрация носителей при высоких температурах.
Отсюда:
(4).
Обозначим: 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 lnσ 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.
3. Описание лабораторной установки
Схема лабораторной установки приведена на рис.1.
Сила тока источника (1) не зависит от сопротивления нагрузки. Нагрузкой источника является образец (2). Сила тока, протекающего через образец, регистрируется миллиамперметром (3), а напряжение на образце измеряется при помощи вольтметра (4). Образец наклеен на электроизолирующую теплопроводную пластину и помещен в печь (5) с маслом. Туда же помещен термометр (6) для измерения температуры образца.
Снимаем данные при нагреве образца, заносим их в таблицу и строим график по полученным экспериментальным точкам:
по дисциплине: «Физика (спец. главы)»
Выполнена работа над ошибками, для сдачи работы. ИТОГ
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- – еличина 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, no – концентрация носителей при высоких температурах.
Отсюда:
(4).
Обозначим: 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 lnσ 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.
3. Описание лабораторной установки
Схема лабораторной установки приведена на рис.1.
Сила тока источника (1) не зависит от сопротивления нагрузки. Нагрузкой источника является образец (2). Сила тока, протекающего через образец, регистрируется миллиамперметром (3), а напряжение на образце измеряется при помощи вольтметра (4). Образец наклеен на электроизолирующую теплопроводную пластину и помещен в печь (5) с маслом. Туда же помещен термометр (6) для измерения температуры образца.
Снимаем данные при нагреве образца, заносим их в таблицу и строим график по полученным экспериментальным точкам:
Похожие материалы
2-й семестр ДО. «Физика (спец. главы)». Контрольная работа. В3
Мария60
: 1 февраля 2019
«Физика (спец. главы)». Контрольная работа. В3
Задача 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.
Задача 713
Температура абсолютно черного тела Т = 2 кК. Определить длину волны λm, на которую приходится максимум испускательной способности и спектральную плотность энергетическо
100 руб.
2-й семестр ДО. «Физика (спец. главы)». Зачет. Билет № 3. В3
Мария60
: 1 февраля 2019
Билет No 3
1. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Формула Планка.
2. Вычислите длины волн, соответствующие границам серий Лаймана, Бальмера и Пашена в атоме водорода. Постоянную Ридберга примите равной 1,1∙107 1/м. К каким диапазонам длин волн относятся эти линии?
100 руб.
Физика ( спец главы) Контрольна работа. 2-й семестр. Вариант №10
NataFka
: 17 ноября 2013
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?
720. Средняя энергетическая светимость R поверхности Земли равна 0,54 Дж/(см2мин). Какова должна быть температура Т поверхности Земли, если условно считать, что она излучает как серое тело с коэффициентом черноты αT = 0,25?
730. На цинк
100 руб.
Физика (спец. главы). Вид.Зачет.
Yekaterina
: 3 февраля 2018
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.
50 руб.
Физика спец главы. 1-й курс. 2-й семестр. билет №14
av2609l
: 27 декабря 2017
Билет № 14
1. Строение сложных атомов. Физические особенности заполнения электронных оболочек. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.
2. Считая, что тепловые потери обусловлены только излучением, вычислите, какую мощность необходимо подводить к медному шарику диаметром 2 см, чтобы при температуре окружающей среды -13 °C поддерживать его температуру равной +17 °C. Поглощательная способность меди 60 %.
70 руб.
Физика Спец. главы. Вариант №3
Студенткааа
: 15 января 2019
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
150 руб.
Физика. Спец. главы. Билет №5
Студенткааа
: 15 января 2019
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
100 руб.
Физика (Спец главы) Контрольная работа
kas5360
: 26 ноября 2015
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?
200 руб.
Другие работы
Учебная практика. РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА (ШПД), ПОСТРОЕННОЙ ПО ТОПОЛОГИИ FTTB. Вариант №06
teacher-sib
: 30 января 2018
ОТЧЕТ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ
РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА (ШПД), ПОСТРОЕННОЙ ПО ТОПОЛОГИИ FTTB
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Таблица 1- Исходные данные к задаче
1. Количество пользователей ШПД, шт. 270
2. Диапазон скоростей, mb/s :
V1 7
V2 13
V3 17
V4 32
3. Удельная телефонная нагрузка пользователей, Эрл 13,5
4. Количество портов в одном КД, шт 24
5. Количество портов в одном КА, шт 24
Требуется:
1. Определить число квартирных маршрутизаторов R.
2. Рассчитать число коммутаторов доступа (КД
400 руб.
Гидравлика гидравлические машины и гидроприводы Задача 25 Вариант 4
Z24
: 18 ноября 2025
В установке гидравлического пресса насос Н засасывает рабочую жидкость – масло Ж, температура которого 55 ºС, из бака Б и через трехпозиционный распределитель Р нагнетает ее в пресс. При прессовании по трубопроводу 2 жидкость подается в правую сторону мультипликатора М. При возвращении подвижного инструмента пресса в исходное верхнее положение жидкость подается по трубопроводу 3 в рабочий гидроцилиндр Ц. При движении поршня гидроцилиндра вверх через трубопровод 5 мультипликатор М заправляется. О
350 руб.
Гидравлика АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ Задача 8 Вариант 98
Z24
: 12 марта 2026
Определить количество автонасосов АНР-40-130, необходимое для подачи воды в перекачку, если разность высотных отметок между головным автонасосом и водоисточником Z. Перекачка производится на расстояние L по двум прорезиненным рукавным линиям диаметрами d1 и d2. Головной автонасос, расположенный у места пожара, обеспечивает работу двух стволов с диаметрами насадков dH1 и dH2. Насос работает в режиме α = 0,75.
Рукава системы прорезиненные.
Примечание: При перекачке из насоса в насос в конце ма
200 руб.
Этика и корпоративная культура государственной и муниципальной службы Синергия / МТИ / МосАП. Новый сборник на отлично!
Скиталец
: 24 марта 2024
Этика и корпоративная культура государственной и муниципальной службы (Ответы для Итогового и Компетентностного тестов)
Введение в курс
Тема 1. Основные положения корпоративной культуры и этики государственных и муниципальных служащих
Тема 2. Специфика этики государственных и муниципальных служащих
Тема 3. Культура межличностных отношений на государственной и муниципальной службе
Тема 4. Деловой этикет на государственной и муниципальной службе
Заключение
Итоговая аттестация
При знакомств
290 руб.