Лабораторная работа №1 "Физика". Вариант № 8
Состав работы
|
|
|
|
Работа представляет собой rar архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- Microsoft Word
Описание
Изучение температурной зависимости электропроводности полупроводниковй волны методом дифракции Фраунгофера.
Вариант №8
"Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физика (часть 2)
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: 26.02.2021
Рецензия:Уважаемый ------, Ваша лабораторная работа # 3 проверена. Экспериментальный результат правильный. В ответах на контрольные вопросы ошибка не найдены.
Работа ЗАЧТЕНА."
Вариант №8
"Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физика (часть 2)
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: 26.02.2021
Рецензия:Уважаемый ------, Ваша лабораторная работа # 3 проверена. Экспериментальный результат правильный. В ответах на контрольные вопросы ошибка не найдены.
Работа ЗАЧТЕНА."
Дополнительная информация
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 n0e(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 ln0 . 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.
4. Задание
Выполняется по вариантам.
Вариант Сила тока, мА
1 3
2 3,8
3 4,6
4 5,4
5 6,2
6 7
7 7,8
8 8,6
9 9,4
10 10
1. Установить силу тока через образец в соответствии с вариантом. Записать силу тока в отчет по лабораторной работе.
2. Изменяйте температуру образца от 25С до 80С через 5С, каждый раз записывая напряжение на образце. Полученные данные занесите в таблицу в отчете по лабораторной работе.
3. Вычислить по формуле (10) электропроводности образца при всех температурах. Прологарифмировать полученные значения электропроводности.
4. Вычислите абсолютные температуры образца Т= t+273, К. Все данные занесите в таблицу измерений.
5. Построить график зависимости ln от 1/ Т.
6. На графике выбрать две точки в диапазоне температур от 40С до 80С. Определить для этих точек по графику величины ln и 1/ T и вычислить по формуле (8) ширину запрещенной зоны полупроводника.
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 n0e(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 ln0 . 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.
4. Задание
Выполняется по вариантам.
Вариант Сила тока, мА
1 3
2 3,8
3 4,6
4 5,4
5 6,2
6 7
7 7,8
8 8,6
9 9,4
10 10
1. Установить силу тока через образец в соответствии с вариантом. Записать силу тока в отчет по лабораторной работе.
2. Изменяйте температуру образца от 25С до 80С через 5С, каждый раз записывая напряжение на образце. Полученные данные занесите в таблицу в отчете по лабораторной работе.
3. Вычислить по формуле (10) электропроводности образца при всех температурах. Прологарифмировать полученные значения электропроводности.
4. Вычислите абсолютные температуры образца Т= t+273, К. Все данные занесите в таблицу измерений.
5. Построить график зависимости ln от 1/ Т.
6. На графике выбрать две точки в диапазоне температур от 40С до 80С. Определить для этих точек по графику величины ln и 1/ T и вычислить по формуле (8) ширину запрещенной зоны полупроводника.
Похожие материалы
Лабораторная работа №1 по дисциплине: Физика. Вариант №8
faraon666
: 9 февраля 2014
Изучение характеристик электростатического поля.
1. Цель работы
Исследовать электростатическое поле, графически изобразить сечение эквипотенциальных поверхностей и силовые линии для некоторых конфигураций поля.
50 руб.
Лабораторная работа №1. Физика. Вариант №1.
volodaiy
: 31 мая 2017
Лабораторная работа № 1
«Изучение характеристик электростатического поля»
Цель работы:
1. Изобразить графически сечение эквипотенциальных поверхностей электростатического поля, созданного заданной конфигурацией электрических зарядов
2. Используя изображение эквипотенциальных поверхностей, построить силовые линии электростатического поля заданной конфигурации зарядов
3. При помощи полученной картины силовых и эквипотенциальных линий проверить спра-ведливость формулы связи напряжённости электри
200 руб.
Лабораторная работа №1. Физика. Вариант №1
sxesxe
: 16 октября 2016
Лабораторная работа № 1.
«Изучение характеристик электростатического поля».
100 руб.
Лабораторная работа по физике № 1, 1 семестр. вариант №8
ARTEM1343
: 11 сентября 2020
Лабораторная работа по физике № 1 , 1 семестр вариант № 8 координаты 1 точки x=7,y=12, 2 точки x=10,y=12, 3 точки x=13,y=12,
Лабораторная работа № 1
«Изучение характеристик электростатического поля»
Цель работы:
1. Изобразить графически сечение эквипотенциальных поверхностей электростатического поля, созданного заданной конфигурацией электрических зарядов
2. Используя изображение эквипотенциальных поверхностей, построить силовые линии электростатического поля заданной конфигурации зарядов
3
300 руб.
Лабораторная работа № 1 Физика. Вариант №23
lisii
: 12 марта 2019
Определение длины электромагнитной волны методом дифракции Фраунгофера
1. Цель работы
Исследовать явление дифракции электромагнитных волн. С помощью дифракционной решетки проходящего света измерить длины электромагнитных волн видимого диапазона
4. Экспериментальные результат
1.Выберем линзу «Л2», задав фокусное расстояние L=30 см.
2. Получим интерференционную картину на экране.
3. Проведем измерения для максимума первого и второго порядка при установленном красном, а затем фиолетовом светофильтр
20 руб.
Лабораторная работа № 1. Физика. Вариант №5.
gnv1979
: 23 апреля 2016
1. Изобразить графически сечение эквипотенциальных поверхностей электростатического поля, созданного заданной конфигурацией электрических зарядов
2. Используя изображение эквипотенциальных поверхностей, построить силовые линии электростатического поля заданной конфигурации зарядов.
3. При помощи полученной картины силовых и эквипотенциальных линий проверить справедливость формулы связи напряжённости электрического поля с его потенциалом.
Вариант Координаты первой точки Координаты второй точки Ко
40 руб.
Лабораторная работа № 1. Физика. Вариант №5.
ElenaA
: 14 января 2016
Изучение характеристик электростатического поля.
Цель работы:
1. Изобразить графически сечение эквипотенциальных поверхностей электростатического поля, созданного заданной конфигурацией электрических зарядов
2. Используя изображение эквипотенциальных поверхностей, построить силовые линии электростатического поля заданной конфигурации зарядов
3. При помощи полученной картины силовых и эквипотенциальных линий проверить справедливость формулы связи напряжённости электрического поля с его потенци
150 руб.
Лабораторная работа №1. Физика. Вариант №01
DarkInq
: 10 февраля 2014
Изучение характеристик электростатического поля
1. Цель работы
Исследовать электростатическое поле, графически изобразить сечение эквипотенциальных поверхностей и силовые линии для некоторых конфигураций поля.
20 руб.
Другие работы
Лабораторная работа №1 по дисциплине: Информатика (часть 2). Вариант №1
SibGOODy
: 18 мая 2019
ОБРАБОТКА ТЕКСТОВЫХ ФАЙЛОВ
Задание
Написать программу на языке Си для обработки текстового файла в соответствии с вариантом задания.
Вариант 01:
Создать текстовый файл с произвольным числом строк. Из исходного файла, начиная с первой встретившейся буквы 'а', переписать в новый файл все символы до первой встретившейся буквы ' к'. Если буквы «к» не будет, переписать все символы до конца файла.
Схема алгоритма
Программа на языке Си
Результаты
250 руб.
Контрольная и Лабораторная работа по дисциплине: Основы обработки данных. Вариант №7
IT-STUDHELP
: 24 июня 2023
Контрольная работа
Вариант №7
«Прогнозирование временных рядов на основе однофакторной регрессионной модели»
Цель работы: получить навыки построения экспериментально-статистической модели объекта с использованием процедур регрессионного анализа.
В контрольной работе необходимо выполнить:
1. Рассчитать параметры уравнений линейной, степенной, экспоненциальной, параболической, показательной, гиперболической парной регрессии.
2. Для всех функций тренда рассчитать значения коэффициента детермин
1300 руб.
План продаж и операций
Elfa254
: 19 декабря 2013
Планирование продаж и операций играет очень важную роль в эффективном управлении производством и финансами. В данной статье подробно описан этот процесс — его сущность, структура, этапы реализации, вопросы автоматизации и совместимости с другими системами управления.
Система планирования деятельности промышленного предприятия
Данная система представляет собой набор методов и алгоритмов, а также (если необходимо) поддерживающая их информационная система. Все это позволяет постоянно получать отв
15 руб.
Пакетная телефония. Курсовая работа. Тема: «Проект телефонных услуг на базе мультисервисной транспортной сети» вариант 08
zakajka
: 26 октября 2015
Введение
1. Обзорная часть
1.1. Архитектура NGN
1.1.1. Обзор сервисных платформ
1.1.2. Обзор технологий построения транспортных сетей
1.1.3. Технологии сетей доступа
1.2. Технологии обеспечения телефонных услуг
1.2.1. Традиционные телефонные сети (TDM-телефония)
1.2.2. Технологии пакетной телефонии
2. Проектная часть
2.1. Разработка структурной схемы для обеспечения телефонных услуг на базе заданной технологии IP-телефонии
2.2. Расчет интенсивностей телефо
1500 руб.