Измерения и обработка результатов

3.1. Ознакомьтесь с работой моста переменного тока (частота 1 кГц).

3.2. Получите от преподавателя необходимые терморезисторы (приборы - резисторы 1 и 2). Опишите их форму, размеры, параметры и характеристики согласно справочникам.

3.3. Подсоедините их к мосту переменного тока. Определите параметры резисторов при комнатной температуре t₀ (табл. 2).

3.4. Поместите терморезисторы в термостат. Поочередно подключая резисторы к мосту переменного тока, начиная от комнатной температуры t₀ до 60 ^оС, проведите измерения сопротивления резисторов от температуры (через 3-5 ^оС) (табл. 2).

Таблица 2.

t0 = ___oC; частота f = 1 кГц
Позистор: металл, медь	Термистор: полупроводник
t, oC	R, Ом	r, Омм	g, Ом–1м-1	t, oC	Т, К	1/T, K–1	R, Ом	lnR	r, Омм
t0	?	?	?	?	?	?	?	?	?
Через	?	?	?	?	?	?	?	?	?
3- 5 оС	?	?	?	?	?	?	?	?	?
…	?	?	?	?	?	?	?	?	?
…	?	?	?	?	?	?	?	?	?
60 оС	?	?	?	?	?	?	?	?	?
a = К–1		DЕз = эВ: В = К–1

3.5. Выключите установку.

3.6. Рассчитайте данные таблицы 2.

3.7. Постройте зависимости r(t,^oС)иg(t,^oС) для металла (на одном графике с разными осями). По данным графика рассчитайте значения r₂₀ и a. Сравните полученные значения с табличными данными.

3.8. Постройте зависимости r(t,^oС)иg(t,^oС) для полупроводника (на одном графике с разными осями).

3.9. Постройте зависимости lnR(1/T,K^–1) для полупроводника. По данным графика рассчитайте значения DЕ_з иВ. Сравните полученные значения с табличными данными.

Отчетные материалы

Лабораторная работа относится к темам: ²Проводимость металлов″, ″Проводимость полупроводников″.

В лабораторной тетради представляются:

– заполненные таблицы;

– выполненные расчеты и построенные экспериментальные зависимости: r(t,^oС)иg(t,^oС) для металла (на одном графике с разными осями);
r(t,^oС)иg(t,^oС) для полупроводника (на одном графике с разными осями); lnR(1/T,K^–1) для полупроводника;

– рассчитанные значения r₂₀ и a, DЕ_з и В;

– выводы в письменном виде, сравнение полученных экспериментальных данных с табличными значениями;

– ответы на контрольные вопросы, представленные в приложении.

К защите прилагается РГЗ с задачами по теме ²Проводимость металлов и полупроводников″.

 

Контрольные вопросы по теме

″Проводимость полупроводников и металлов″

Задача 1

В чистый кремний добавили пятивалентную примесь, в результате чего образовался полупроводник, называемый… А: собственный; Б: донорный; В: акцепторный; Г: грязный.

Задача 2

В чистый германий добавили трехвалентную примесь, в результате чего образовался полупроводник, называемый… А: собственный; Б: донорный; В: акцепторный; Г: вырожденный.

Задача 3

При увеличении температуры сопротивление металлического проводника…

А: растет; Б: падает; В: не изменяется; Г: зависит от типа металла.

Задача 4

Какая из указанных кривых соответствует изменению удельного электрического сопротивления r примесного полупроводника от температуры:

Задача 5

Термисторы (ТКr < 0) могут быть изготовлены на основе …А: металлов; Б: только собственных полупроводников; В: любых полупроводников; Г: позисторов

Задача 6

Какие носители заряда являются основными в кристалле кремния с примесью мышьяка? А: электроны; Б: дырки; В: ионы доноров; Г: ионы акцепторов

Задача 7

Какие носители заряда являются основными в кристалле германия с примесью индия? А: электроны; Б: дырки; В: ионы доноров; Г: ионы акцепторов

Задача 8

Кристаллы германия и кремния находятся при температуре 300 К. Эти кристаллы легированы донорной примесью с концентрацией доноров N=10²² м^-3. В каком кристалле больше основных носителей? Учесть, что температура полной ионизации примесей Т_и < 100 K. А: в германии; Б: в кремнии; В: одинаковое количество; Г: зависит от степени легирования.

Задача 9

Кристаллы германия и кремния находятся при температуре 300 К. Эти кристаллы легированы донорной примесью с концентрацией доноров N=10²² м^-3. В каком кристалле больше неосновных носителей? Учесть, что температура полной ионизации примесей Т_и < 100 K и применить закон действующих масс np = n_i². А: в германии; Б: в кремнии; В: одинаковое количество; Г: зависит от степени легирования.

Задача 10

Кристаллы германия и кремния находятся при температуре 300 К. Эти кристаллы легированы донорной примесью с концентрацией доноров N = 10²² м^-3. В каком кристалле меньше неосновных носителей? А: в германии; Б: в кремнии; В: одинаковое количество; Г: зависит от степени легирования.

Задача 11

У какого элемента сопротивление зависит от приложенного напряжения? А: у термистора; Б: у позистора; В: у варикапа; Г: у варистора.

Задача 12

У какого элемента емкость зависит от приложенного напряжения? А: у термистора; Б: у позистора; В: у варикапа; Г: у варистора.

 

Задача 13

У какого элемента сопротивление увеличивается с ростом температуры?

А: у термистора; Б: у позистора; В: у варикапа; Г: у варистора.

Задача 14

Чем больше концентрация основных носителей, тем… Учесть закон действующих масс np = n_i². А: больше сопротивление полупроводника; Б: меньше проводимость полупроводника; В: больше концентрация неосновных носителей; Г: меньше концентрация неосновных носителей.

Задача 15

При исследовании датчика Холла, изображенного на рисунке стрелка вольтметра, измеряющего напряжение Холла отклонилась влево. Направления тока I_п, индукции В показана на рисунке. Данный полупроводник … А: дырочный; Б: собственный; В: акцепторный; Г: донорный

Задача 16

Что является свободными носителями заряда в полупроводнике р-типа?

А: Электроны и дырки; Б: только дырки; В: только электроны; Г: доноры

Задача 17

Что является свободными носителями заряда в собственном полупроводнике?

А: Электроны и дырки; Б: только дырки; В: только электроны; Г: доноры

Задача 18

Как влияет на проводимость g полупроводника излучение, если его частота n меньше, чем значение красной границы n_кр? А: g растет; Б: g падает; В: g не изменяется; Г: g исчезает.