Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с установкой.

2. Подготовить циф­ро­вой ом­метр Щ4313 к измерениям: на нем долж­ны быть на­жа­ты кноп­ки "сеть", "кW", "2", ос­таль­ные от­жа­ты, а вход­ные ште­ке­ры вставлены в гнез­да "*" и "U, кW".

3. Включите измерительные приборы, дайте им прогреться.

4. Подготовьте таблицу по форме 5.2.

5. Измерьте и запишите комнатную температуру T_к.

6. На­жмите один раз кноп­ку на­гре­ва 4 (кнопку нажатой не держать!).

7. Из­ме­рьте зна­че­ния со­про­тив­ле­ния по­лу­про­вод­ни­ка (пе­ре­клю­ча­тель 5 в по­ло­же­ние "п/п" ) и ме­тал­ла (пе­ре­клю­ча­тель 5 в по­ло­же­ние "мет." ) при зна­че­ни­ях то­ка I от минимального до 800 мA че­рез ка­ж­дые 100 мA (см.табл.5.2).

Внимание! Не допускайте перегрева образцов. Для этого отключить нагреватель, нажав кнопку нагрева 4 сразу после измерений при токе 800 мА; при этом температура какое-то время будет ещё повышаться.

8. По­вто­рите из­ме­ре­ния ана­ло­гич­но п.7 в про­цес­се ох­ла­ж­де­ния об­раз­цов при токе термопары 800 мА, 700 мА и так далее.

9. Вы­чис­лите сред­нее зна­че­ние всех со­про­тив­ле­ний R_п/п и R_мет, полученных при нагревании (п.7) и охлаждении (п.8) образцов по формуле:

R_ср=( R_нагр+R_охл)/2.

10. Используя градуировочный график (рис.5.6), определить температуру образца Т по значению силы тока в цепи термопары.

11. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу по форме 5.2.

Таблица 5.2.

	Нагрев	Охлаждение	Среднее	Т, К	, .10-3 К-1
I , 10-6А	Rп/п , 103 Ом	Rме , 103 Ом	Rп/п , 103 Ом	Rме , 103 Ом	Rп/п , 103 Ом	Rме , 103 Ом
							Tк=

12. По­сле окон­ча­ния из­ме­ре­ний вы­клю­чи­те при­бо­ры и ис­точ­ни­ки пи­та­ния.

13. По­строй­те гра­фи­ки за­ви­си­мо­стей R_м=f(Т), R_п/пр=f(Т) и lnR_п/пр=f(¹/_T).

14. По графику R_м=f(Т) оп­ре­де­ли­те тем­пе­ра­тур­ный ко­эф­фи­ци­ент со­про­тив­ле­ния для ме­тал­ла a, для чего найдите по графику R₀ – сопротивление металла при Т=273 К, и по формуле (5.9) найдите a по некоторому значению R_М и соответствующей ему температуры t⁰C.

15. По формуле (5.1) найдите концентрацию электронов в металле, воспользовавшись табличными данными: D_м=8600 ^кг/_м³; μ=0.064 ^кг/_моль; z_Cu=1. Вычислите для металла r, g и u_n из формул (5.7), (5.6) и (5.5) соответственно, если l/S= 0.1 м ^-1.

16. Используя график зависимости lnR_п/пр=f(¹/_T), определитеши­ри­ну запрещен­ной зо­ны по­лу­про­вод­ни­ка e_g по формуле (5.19). Выразите e_g в джоулях и в электрон-вольтах.

17. Все полученные данные запишите в табл.5.3.

Таблица 5.3

Контрольные вопросы

1. Чем определяется различие проводимости ме­тал­лов, ди­элек­три­ков и полупроводников? От каких величин зависит удельная электропроводимость?

2. Что такое подвижность?

3. Объ­яс­ни­те механизм возникновения сопротивления металла.

4. Как зависит сопротивление металла от температуры и почему?

5. Дайте определение температурного коэффициента сопротивления. В каких единицах он измеряется?

6. Как объясняет зонная теория деление твердых тел на металлы, полупроводники и диэлектрики?

7. Что такое валентная зона? Зона проводимости? Запрещенная зона? Как они образуются?

8. Сформулируйте принцип Паули.

9. Выведите формулу (5.17).

10. Объ­яс­ни­те ме­ха­низм соб­ст­вен­ной про­во­ди­мо­сти в по­лу­про­вод­ни­ках.

11. Как зависит сопротивление полупроводника от температуры и почему?

12. Что та­кое энер­гия ак­ти­ва­ции?

13. Объясните методику определения ширины запрещенной зоны (энергии активации) полупроводника.

Используемая литература

[1] §§ 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 43.5;

[2] §§ 13.11, 40.1, 40.2, 40.3, 40.6;

[3] §§ 4.42, 4.43, 4.45, 4.46, 4.48, 4.49, 4.50, 4.51, 4.52;

[4] т.2, § 34;

[5] §§ 98, 238, 240, 241, 242, 243.

Лабораторная работа 2-06