ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА КС-3 ИЗМЕРЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Размер: px
Начинать показ со страницы:

Download "ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА КС-3 ИЗМЕРЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА"

Транскрипт

1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА КС-3 ИЗМЕРЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА. Цель работы Изучение зонной теории твердых тел; экспериментальное определение ширины запрещённой зоны на основе температурной зависимости сопротивления полупроводника. 2. Подготовка к работе Изучите по лекциям или учебникам [, 2] основные понятия и величины, относящиеся к явлению электропроводности полупроводников: разрешенные и запрещенные зоны энергии, распределение Ферми-Дирака, энергия Ферми, электроны и дырки в полупроводниках, закон Ома в дифференциальной форме, зависимость электропроводности полупроводников от температуры. Прочитайте также разделы 3 и 4 методического описания, ознакомьтесь с механизмами проводимости в полупроводнике и зависимостью удельного сопротивления полупроводников от температуры, с конструкцией лабораторного стенда, порядком проведения измерений и обработки их результатов. Подготовьте ответы на контрольные вопросы. Оформите проект отчета по лабораторной работе. 3. Краткая теория 3.. Зонная теория твердых тел. Кристаллические твердые тела по своим электрическим свойствам подразделяются на три основных типа: металлы, полупроводники, диэлектрики. Наименьшим удельным сопротивлением характеризуются металлы (ρ < 0-5 Ом м при комнатной температуре), далее идут полупроводники (ρ = Ом м) и диэлектрики (ρ > 0 8 Ом м). При этом у металлов удельное сопротивление возрастает с увеличением температуры, а у полупроводников и диэлектриков уменьшается. Объяснение такой зависимости проводимости от температуры дает зонная теория твердых тел в сочетании с квантовой статистикой электронов в металлах и полупроводниках. Согласно этой теории, электроны движутся в периодическом потенциальном поле, создаваемом неподвижными ионами кристаллической решетки. Спектр энергий электронов в этом случае представляет собой набор разрешенных и запрещенных зон. В разрешенных зонах уровни энергии расположены столь часто, что расстоянием между ними можно пренебречь, т.е. считается, что энергия может изменяться непрерывно. В запрещенных зонах уровни энергии отсутствуют. Заполнение электронами уровней в разрешенных зонах происходит согласно принципу Паули: в любом квантовом состоянии может быть не более

2 2 одного электрона. При нулевой температуре электроны заполняют энергетические уровни с меньшей энергией, начиная с самого нижнего. Среднее количество электронов в одном квантовом состоянии с энергией в условиях термодинамического равновесия определяется функцией Ферми- Дирака: e f ( ) ( ) / kt (), F где F энергия Ферми (уровень, энергия которого равна энергии Ферми, называется уровнем Ферми), k постоянная Больцмана, Т абсолютная температура. При температуре, равной нулю, график зависимости функции Ферми-Дирака от энергии представляет собой ступеньку, равную при < F и нулю при > F (рис. ). При нулевой температуре заполнены все уровни, энергия которых не превышает энергию Ферми. Уровни, находящиеся выше уровня Ферми, остаются свободными. Увеличение температуры приводит к исчезновению разрыва при = F и к заполнению уровней, энергия которых f() выше энергии Ферми. При любой положительной температуре среднее число электронов с энергией, равной энергии Ферми, равно T>0 F T=0 Рис.. Функция распределения Ферми-Дирака. Свободнаязона Запрещенная зона Зонная структура спектра энергий электронов в твердом теле схематически представлена на рис. 2. Разрешенная зона, при нулевой температуре заполненная валентными электронами атомов, называется валентной зоной. Следующая за ней разрешенная зона с большими значениями энергии свободна от электронов. Запрещенной зоной называют зону между валентной зоной и зоной проводимости, не содержащую энергетических уровней. Ширина запрещенной зоны равна разности энергий самого нижнего уровня свободной зоны и самого верхнего уровня валентной зоны. Зная зонную структуру и энергию Ферми, можно сделать выводы об электрических свойствах веществ. Вещество будет проявлять меkt Валентная зона Заполненные зоны Рис. 2. Энергетические зоны электронов в твердом теле

3 3 таллические свойства, если при нулевой температуре часть уровней валентной зоны свободна. В этом случае уровень Ферми лежит внутри валентной зоны (рис. 3а), которая является зоной проводимости. При прохождении тока электроны получают небольшую дополнительную кинетическую энергию, связанную с их упорядоченным движением, т.е. переходят на более высокий свободный энергетический уровень. Если нет вышележащих свободных уровней, энергия которых слабо отличается от исходной энергии электрона, то этот электрон не сможет участвовать в проводимости. В случае, когда уровень Ферми лежит в валентной зоне, лежащие выше него уровни будут свободны, электроны смогут участвовать в проводимости, и вещество будет проводником. Если при нулевой температуре зона проводимости свободна, а валентная зона целиком занята, то энергия Ферми находится посередине запрещенной зоны (рис. 3б). Такая картина характерна для полупроводников и диэлектриков. В этом случае при Т = 0 электроны в валентной зоне не могут создавать ток (все энергетические уровни заняты), а в зоне проводимости электронов просто нет. Повышение температуры приведет к частичному заполнению уровней свободной зоны и она становится зоной проводимости, однако вероятность этого будет экспоненциально падать при увеличении ширины запрещенной зоны. Так, если ширина запрещенной зоны g составляет эв (величина, характерная для полупроводников), то при температурах, меньших 300 К, значения функции Ферми- Дирака для уровней в зоне F Свободная зона Зона проводимости а (металл) Запрещенная зона Валентная зона Зона проволимости б (полупроводник, диэлектрик) Рис. 3. Зонная структура металлов, полупроводников и диэлектриков. проводимости не будут превышать 0-7. Для диэлектриков характерная величина запрещенной зоны в 3 раза больше, то есть величина функции Ферми- Дирака для энергий вблизи дна зоны проводимости оказывается равной всего лишь Зонная структура чистого полупроводника. Электроны и дырки. В полупроводниках и диэлектриках зона проводимости и валентная зоны разделены запрещённой зоной энергий шириной g = c v (Рис. 4) ( c энергия нижнего уровня зоны проводимости, v энергия верхнего уровня валентной зоны). Энергия Ферми в полупроводниках и диэлектриках без примесей находится посередине запрещённой зоны. g F

4 4 В соответствии с функцией () при комнатной температуре валентная зона практически целиком заполнена электронами (f ( ) ), а в зоне проводимости электроны практически отсутствуют (f ( ) << ). Переход электрона из валентной зоны в зону проводимости (рис. 4а) соответствует отрыву валентного электрона от атома. Если бы атом был одиночным, оторвавшийся от него электрон мог бы свободно двигаться в пространстве. В случае твердого тела электрон, оторвавшийся от атома, также может двигаться свободно но только в пределах твердого тела. Энергия таких электронов лежит в зоне проводимости, и электроны называют электронами проводимости. Процесс перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости называется генерацией. В результате генерации атом, от которого оторвался валентный электрон, становится положительно заряженным ионом. Это эквивалентно появлению в атоме положительного носителя заряда, называемого «дыркой». Образовавшийся положительный ион может легко присоединить валентный электрон от соседнего атома, затем на освободившееся место перейдет электрон от следующего атома и т.д. Такое эстафетное перемещение валентных электронов эквивалентно перемещению дырки внутри полупроводника. Возможен процесс, когда на место дырки попадает не валентный электрон, а электрон проводимости. При этом происходит как бы исчезновение электрона проводимости и дырки. Это явление называется рекомбинацией (рис. 4б). Отметим, что по условию сохранения нейтральности (полный заряд полупроводника равен нулю) концентрации электронов проводимости n i и дырок p i равны: n i = p i, где индекс i относится к полупроводнику без примесей Зависимость сопротивления полупроводника от температуры. В беспримесном полупроводнике энергия Ферми находится в середине запрещённой зоны. Среднее количество электронов на уровнях, находящихся вблизи дна зоны проводимости, согласно формуле () равно: f C F kt ( ) e C ( ) / kt (2) с F v e C F (обычно С F» kt: величина kt 0,026 эв при Т = 300 K, тогда как ( С - F ) = 0,3 0,6 эв, и, следовательно ехр (( С F )/ kt)» ). а g Зона проводимости Запрещенная зона Валентная зона Рис. 4. Зонная структура беспримесного полупроводника. Генерация (а) и рекомбинация (б) электронов и дырок. б

5 5 Концентрация электронов в зоне проводимости пропорциональна среднему количеству электронов на уровне: n C e C kt F i (3), где С коэффициент пропорциональности, имеющий смысл концентрации уровней с энергиями, близкими к нижней границе зоны проводимости. Среднее количество электронов на уровнях вблизи верхней границы валентной зоны определяется величиной f ( v). Следовательно, среднее количество дырок можно получить, вычитая из (максимальное количество электронов на уровне) величину f( v) (среднее количество электронов на уровне): v F v kt f ( ) e (4). Концентрация дырок p с энергиями, близкими к верхней границе валентной зоны, равна: p C e F kt v i 2 (5), где С 2 коэффициент пропорциональности, имеющий смысл концентрации уровней с энергиями вблизи потолка валентной зоны. Перемножая равенства (3) и (5) и учитывая равенство концентраций электронов и дырок, находим: C v g 2kT 2kT n p Ce Ce i i C C C где введено обозначение 2 Найдем теперь удельное сопротивление полупроводника. Плотность полного тока j определяется равенством j e( p v n v ) i p i n (7). Здесь е заряд электрона; n i, p i концентрации электронов проводимости и дырок; v n, v p их дрейфовые скорости. Дрейфовые скорости, с другой стороны, связаны через подвижности электронов µ n и дырок µ p с напряжённостью электрического поля : v v (6), n n, p p (8). Подставляя (6) и (8) в (7) и учитывая закон Ома j / где пр g kt e 2 пр Ce( n p ), находим: (9), (0) - коэффициент, не зависящий от температуры. Формула (9) справедлива для чистого полупроводника. В реальных полупроводниках всегда присутствуют примесные атомы. Энергетические уровни дефектов находятся в запрещенной зоне, следовательно, электроны с этих уровней легче могут перейти в зону проводимости, чем электроны из валентной

6 6 зоны. Поэтому при низких температурах проводимость полупроводников зависит от концентрации и заряда примесей. Для того, чтобы можно было пользоваться формулой (9), необходимо нагреть образец до сравнительно высокой температуры, при которой в зону проводимости из валентной зоны будет переходить намного больше электронов, чем с примесных уровней, т.е. проводимость можно будет считать собственной. Таким образом, для определения ширины запрещенной зоны следует проводить измерения сопротивления в широком диапазоне температур. Сопротивление образца R связано с удельным сопротивлением материала ρ: l R (), S где l длина образца, S площадь его поперечного сечения. Изменением линейных размеров образцов в условиях данной задачи можно пренебречь. Это позволяет записать следующее соотношение: R (2), 00 R 00 где ρ 00 и R 00 удельное сопротивление материала и сопротивление образца при заданной температуре, например, при 00 градусах. Таким образом, зависимости сопротивления образца и удельного сопротивления материала от температуры качественно совпадают. 4. Описание установки. Экспериментальная установка состоит из измерительного блока и блока управления (рис. 5).

7 7 Блок управления 0 С Ом Охлаждение Нагрев Индикатор температуры Переключатель «Образец» Индикатор сопротивления Печь с образцами Вентилятор Сеть Рис. 5. Схема установки. Измерительный блок Измерительный блок содержит электропечь с помещенными внутри образцами, датчик температуры (термометр сопротивления), вентилятор для работы в режиме охлаждения и источники питания электропечи и вентилятора со схемами управления. На передней панели измерительного блока находится окно, позволяющее наблюдать образцы, установленные в электропечи. На этой же панели размещены выключатель «Сеть» и переключатель «Образец». Переключатель «Образец» позволяет менять образец, подключенный к измерительному входу блока управления. Индикаторы «Сеть» и «Вентилятор» светятся при включении питающей сети и во время работы вентилятора, соответственно. Блок управления позволяет осуществлять включение и выключение электропечи и вентилятора в измерительном блоке. Управление осуществляется при помощи кнопок «Нагрев» и «Охлаждение», расположенных на передней панели блока. Кроме того, на передней панели находятся индикаторы температуры и сопротивления образцов. Установка позволяет проводить измерения сопротивления трех различных образцов (металла, полупроводника и сплава с низким температурным коэффициентом сопротивления) в диапазоне температур от комнатной до 20 0 С.20 ºС

8 8 5. Порядок выполнения работы. Убедиться, что переключатель «Образец» находится в положении «0», нажата кнопка «охлаждение», измерительный блок заземлен. Включить измерительный блок в сеть (выполняет лаборант). Дать прогреться в течение 5 минут. При этом индикатор температуры на блоке управления должен показать температуру в помещении. 2. Перевести переключатель «Образец» в положение «3». Включить нагрев образца, измерить сопротивление образца R н при различных температурах и занести в таблицу результаты. Измерения проводить при нагреве через каждые 3 градуса, начиная от 34 о С и заканчивая 00 о С (необходимое количество столбцов в таблице определить самостоятельно). Записать сопротивление при температуре 00 о С R 00. Таблица. Зависимость сопротивления полупроводника от температуры. (необходимое количество столбцов определить самостоятельно!) R 00 = Ом t, o C Т, К /Т, 0-2 К - R н, Ом R о, Ом R, Ом ln(r/r 00 ) a = K, σ a = K g = эв, σ = эв 3. Включить охлаждение образца и занести в таблицу результаты измерений сопротивления образца R о при различных температурах. Измерения проводить при охлаждении через каждые 3 градуса, начиная от 00 о С и заканчивая 34 о С. 4. Дождаться, пока температура образца достигнет (30±5) градусов, после чего выключить установку. ВНИМАНИЕ! Через каждые полтора часа измерений установку следует выключать на минут. 6. Обработка результатов и оформление отчета.. Рассчитать значения сопротивлений R при каждой температуре по формуле RН RО R (3), 2

9 9 ln(r/r 00 ) ln(r/r 0 ) 0,5 0,0-0,5 -,0 -,5-2,0 В 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 Рис. 6. Примерный график зависимости логарифма относительного сопротивления полупроводника от обратной температуры. Б где R н и R о значения сопротивления образца, измеренные в режиме нагрева и охлаждения, соответственно. Полученные значения занести в таблицу. 2. Пересчитать температуру, измеренную в градусах Цельсия, в абсолютную температуру, измеренную в градусах Кельвина, найти обратную величину абсолютной температуры /Т и рассчитать натуральный логарифм отношения сопротивления при каждой из температур к сопротивлению при температуре 00 о С ln(r/r 00 ). Полученные результаты занести в таблицу. 3. Построить график зависимости ln(r/r 00 ) от обратной абсолютной температуры /Т. Примерный график приведен на рис. 6. При низких температурах (участок АБ на графике) проводимость, а, следовательно, и сопротивление полупроводника определяются наличием примесей и дефектов. При высоких температурах (участок БВ на графике) проводимость полупроводника становится собственной, и согласно соотношениям (9) и (2) график представляет собой прямую в координатах (/Т; ln(r/r 00 )): g ln( R/ R00) ( ) (4) 2k T T0 4. При помощи программы «расчет y=ax+b МНК.xls» найти коэффициент наклона прямой a и его среднеквадратичную погрешность σ а, при этом за переменную x принять величину /Т, за переменную y принять ln(r/r 00 ) Рассчитать ширину запрещенной зоны g и ее среднеквадратичную погрешность σ : 2k a, g (5), 2k a выразить их в электрон-вольтах ( эв = Дж). 5. По значениям ширины запрещенных зон различных полупроводников, приведенным в таблице 2, определить исследуемый полупроводник. 6. Написать заключение. A /T, /T, K - K - Таблица 2. Ширина запрещенных зон некоторых полупроводников. Полупроводник Кремний Германий Арсенид галлия Арсенид алюминия Арсенид индия Нитрид галлия g, эв,2 0,67,42 2,2 0,35 3,4

10 0 7. Контрольные вопросы. Что такое валентная зона и зона проводимости? 2. Каковы основные отличия зонных структур металлов, полупроводников и диэлектриков? 3. Что такое ширина запрещенной зоны? 4. Как определить среднее количество электронов в квантовом состоянии с заданной энергией? 5. Сформулируйте закон Ома в дифференциальной и интегральной форме. 6. Как зависят от температуры удельное сопротивление и удельная проводимость полупроводников? 7. Что такое собственный полупроводник? 8. Что такое энергия Ферми? 9. Нарисуйте зонную диаграмму собственного полупроводника, укажите дно зоны проводимости, потолок валентной зоны, энергию Ферми при нулевой температуре. 0. Объясните методику определения ширины запрещенной зоны полупроводника по полученным в работе экспериментальным данным. 8. Список литературы. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, Савельев И.В. Курс физики: Учебник.: Т. 2. М.: Наука. Гл. ред. Физ.- мат. литературы, 2005.


ФИЗИКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ ФИЗИКИ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ФИЗИКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ ФИЗИКИ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ

Подробнее

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5.17* ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ Цель работы: измерение температурной зависимости электропроводности металла (медь) и полупроводника

Подробнее

Лабораторная работа 4 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Лабораторная работа 4 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Лабораторная работа 4 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЦЕЛЬ РАБОТЫ Теоретическое и экспериментальное изучение температурной зависимости проводимости полупроводников. ПРИБОРЫ

Подробнее

ПОЛУПРОВОДНИКИ. Собственная проводимость полупроводников

ПОЛУПРОВОДНИКИ. Собственная проводимость полупроводников ПОЛУПРОВОДНИКИ Полупроводники твердые тела, у которых при T=0 валентная зона полностью заполнена и отделена от зоны проводимости узкой, по сравнению с диэлектриками, запрещенной зоной Полагается, что ширина

Подробнее

Методические указания ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА

Методические указания ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины Государственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет» Методические указания к лабораторной работе 6. ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ

Подробнее

11. ПОЛУПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ

11. ПОЛУПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ 11 ПОЛУПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ Неметаллы отличаются от проводников наличием зоны запрещенных энергий g для электронов Структуры энергетических зон собственного полупроводника приведены на рис14 Состояния,

Подробнее

Работа 3.9 Исследование зависимости сопротивления металлов и полупроводников от температуры

Работа 3.9 Исследование зависимости сопротивления металлов и полупроводников от температуры Работа 3.9 Исследование зависимости сопротивления металлов и полупроводников от температуры Оборудование: исследуемые образцы, цифровые электронные приборы Щ433 и M89G, термостат, двойной переключатель,

Подробнее

Лабораторная работа 6 Изучение температурной зависимости сопротивления полупроводников и определение энергии активации

Лабораторная работа 6 Изучение температурной зависимости сопротивления полупроводников и определение энергии активации ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Л.Н. Толстого Лабораторная работа 6 Изучение температурной зависимости сопротивления полупроводников и определение энергии активации Тула 9 Цель

Подробнее

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ЛЕКЦИЯ 11 ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ Механизмы электропроводности. Измерения электропроводности, объемная и поверхностная электропроводность. Эмиссия: термоэлектронная, автоэлектронная,

Подробнее

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ. Методические указания для выполнения лабораторных работ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ. Методические указания для выполнения лабораторных работ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ Методические указания для выполнения лабораторных работ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

Подробнее

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО Кафедра экспериментальной физики СПбГПУ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 202 ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА И ПОЛУПРОВОДНИКА ЦЕЛЬ РАБОТЫ Определение температурного коэффициента сопротивления

Подробнее

0,5. 10 «Расчет концентрации носителей заряда в кристалле»

0,5. 10 «Расчет концентрации носителей заряда в кристалле» «Расчет концентрации носителей заряда в кристалле» Приводимость любых твердых тел определяется, прежде всего, концентрацией электронов и дырок, способных переносить заряд. Концентрация носителей заряда

Подробнее

1. Электропроводность полупроводников. Общие сведения

1. Электропроводность полупроводников. Общие сведения Цель работы. Исследовать проводимости полупроводников с собственной и примесной проводимостью. Задача. 1. Определить вольт-амперную характеристику полупроводника и зависимость тока через полупроводник

Подробнее

ИЗМЕРЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ

ИЗМЕРЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского Радиофизический факультет Кафедра электроники Отчет по лабораторной работе: ИЗМЕРЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ Выполнил: Проверил: студент

Подробнее

Определение ширины запрещенной зоны полупроводника

Определение ширины запрещенной зоны полупроводника Работа 40 Определение ширины запрещенной зоны полупроводника Ширина запрещенной зоны может быть найдена с помощью измерений электропроводности или постоянной Холла в зависимости от температуры, а также

Подробнее

Анастасия А. Мигунова Полупроводниковые приборы. Элементы зонной теории твердых тел. Барьерные структуры. Диод Шоттки (контакт металл-полупроводник)

Анастасия А. Мигунова Полупроводниковые приборы. Элементы зонной теории твердых тел. Барьерные структуры. Диод Шоттки (контакт металл-полупроводник) Лекция 1 Элементы зонной теории твердых тел. Барьерные структуры. Диод Шоттки (контакт металл-полупроводник) Одиночные атомы имеют отдельные уровни энергии электронов. При объединении их в кристаллическую

Подробнее

W e. И.В. Музылёва, 2014 год Страница 1

W e. И.В. Музылёва, 2014 год Страница 1 1. Классификация твердых тел по проводимости в соответствии с зонной теорией. В соответствии с принципом квантовой механики электроны атома могут обладать определенными значениями энергии или находиться

Подробнее

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА Министерство образования и науки Российской Федерации Саратовский государственный технический университет ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКА Методические указания к выполнению лабораторной

Подробнее

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н.

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО РЕЗИСТОРА Методические указания к лабораторной

Подробнее

Лабораторная работа 315 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Лабораторная работа 315 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ Лабораторная работа 315 ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ Приборы и принадлежности: измеряемые образцы, масляная баня, источник постоянного тока к мешалке, универсальный

Подробнее

Лабораторная работа N2 «Температурная зависимость электропроводности

Лабораторная работа N2 «Температурная зависимость электропроводности Лабораторная работа «Температурная зависимость электропроводности полупроводников» Цель работы:. Экспериментально определить температурную зависимость электропроводности германия.. По данным эксперимента

Подробнее

Дополнение к лабораторной работе «Температурные зависимости удельного сопротивления металлов и полупроводников» (автоматизированный вариант)

Дополнение к лабораторной работе «Температурные зависимости удельного сопротивления металлов и полупроводников» (автоматизированный вариант) Дополнение к лабораторной работе 2.02 «Температурные зависимости удельного сопротивления металлов и полупроводников» (автоматизированный вариант) Работа состоит из двух независимых частей: "Проводимость

Подробнее

Лекц ия 13 Электропроводность полупроводников

Лекц ия 13 Электропроводность полупроводников Лекц ия 3 Электропроводность полупроводников Вопросы. Понятие о собственной и примесной проводимости полупроводников, зависимость ее от температуры и освещенности. 3.. Основные свойства полупроводников

Подробнее

13 «Генерация и рекомбинация носителей заряда»

13 «Генерация и рекомбинация носителей заряда» 13 «Генерация и рекомбинация носителей заряда» Образование свободных электронов и дырок генерация носителей заряда происходит при воздействии теплового хаотического движения атомов кристаллической решетки

Подробнее

Лекция 7. Полупроводниковые материалы

Лекция 7. Полупроводниковые материалы Лекция 7. Полупроводниковые материалы Характеристика полупроводников Полупроводники наиболее распространенная в природе группа веществ. К ним относят химические элементы: бор (В), углерод (С), кремний

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 322 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИМЕСНОГО ПОЛУПРО- ВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ЭЛЕК- ТРОНОВ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 322 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИМЕСНОГО ПОЛУПРО- ВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ЭЛЕК- ТРОНОВ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 322 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИМЕСНОГО ПОЛУПРО- ВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ЭЛЕК- ТРОНОВ Цель и содержание работы: Целью работы является изучение

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5.16

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5.16 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5.6 ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ Цель работы: исследование зависимости ЭДС Холла в полупроводниках от индукции магнитного поля. Определение концентрации и подвижности основных

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 322 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА И ПОЛУПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 322 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА И ПОЛУПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА И ПОЛУПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. Целью работы является изучение зависимости сопротивления образцов металла

Подробнее

Методические указания к лабораторной работе Ф-5А по курсу общей физики Под редакцией Л.К.Мартинсона МГТУ им.н.э.баумана, 2010

Методические указания к лабораторной работе Ф-5А по курсу общей физики Под редакцией Л.К.Мартинсона МГТУ им.н.э.баумана, 2010 Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана И. Н. Фетисов ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ 1 Методические указания к лабораторной работе

Подробнее

Рис Энергетическая диаграмма изолированного атома

Рис Энергетическая диаграмма изолированного атома Лекция 1. Электропроводность полупроводников. Беспримесные полупроводники Полупроводники занимают по электропроводности промежуточное положение между металлами (проводниками электрического тока) и диэлектриками.

Подробнее

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ЛЕКЦИЯ 10 ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ Образование энергетических зон. Заполнение энергетических зон электронами. Проводники, полупроводники и изоляторы. Движение

Подробнее

И. Н. Фетисов ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

И. Н. Фетисов ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 1 Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана И. Н. Фетисов ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Методические указания к выполнению лабораторной работе Ф-61 по курсу общей физики Под редакцией

Подробнее

Эффект Холла в примесных полупроводниках.

Эффект Холла в примесных полупроводниках. 00807. Эффект Холла в примесных полупроводниках. Цель работы: Изучить эффект Холла в примесных полупроводниках. Ознакомиться с методом измерения концентрации и подвижности основных носителей тока в примесных

Подробнее

НПО УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ «ТУЛАНАУЧПРИБОР» МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ФКЛ-10

НПО УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ «ТУЛАНАУЧПРИБОР» МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ФКЛ-10 НПО УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ «ТУЛАНАУЧПРИБОР» МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ФКЛ-10 ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ

Подробнее

КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ. Кафедра физики

КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ. Кафедра физики КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра физики МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ для студентов специальностей 290300, 290600, 290700, 290800, 291000, 240400,

Подробнее

Элементы физики твердого тела. Зонная теория твердых тел.

Элементы физики твердого тела. Зонная теория твердых тел. Элементы физики твердого тела. Зонная теория твердых тел. 1 1. Энергетические зоны в кристаллах. 2. Зонная структура металлов, диэлектриков, и полупроводников. 3. Собственная проводимость полупроводников.

Подробнее

Изучение эффекта Холла, определение концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводнике

Изучение эффекта Холла, определение концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводнике Работа 41 Изучение эффекта Холла, определение концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводнике Цель работы На основании измерений постоянной Холла и электропроводности определить концентрацию

Подробнее

Ст. преподаватель Кирильчук О.В., Ст. преподаватель Виноглядов В.Н. Лабораторная работа 5-9(н): Изучение полупроводникового диода

Ст. преподаватель Кирильчук О.В., Ст. преподаватель Виноглядов В.Н. Лабораторная работа 5-9(н): Изучение полупроводникового диода 1 Ст. преподаватель Кирильчук О.В., Ст. преподаватель Виноглядов В.Н. Лабораторная работа 5-9(н): Изучение полупроводникового диода Студент: группа: Допуск Выполнение Защита Цель работы: изучение принципа

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.8. ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНОК Введение Явление фотопроводимости заключается в возрастании электропроводности полупроводника под действием света. Это явление используется

Подробнее

НПО УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ «ТУЛАНАУЧПРИБОР» МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ФКЛ-9

НПО УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ «ТУЛАНАУЧПРИБОР» МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ФКЛ-9 НПО УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ «ТУЛАНАУЧПРИБОР» МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ФКЛ-9 ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА

Подробнее

Определение температурной зависимости. электропроводности полупроводника

Определение температурной зависимости. электропроводности полупроводника Определение температурной зависимости электропроводности полупроводника А.Н. Якименко, Н.М. Шибанова ЦЕЛЬ РАБОТЫ Измерить удельную проводимость полупроводникового образца в зависимости от его температуры.

Подробнее

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н.

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО РЕЗИСТОРА Методические указания к лабораторной

Подробнее

КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ И ПОЛУПРОВОДНИКАХ

КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ И ПОЛУПРОВОДНИКАХ КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ И ПОЛУПРОВОДНИКАХ Содержание 1. Металлы и полупроводники 2. Полупроводники 3. Металлы 4. Электропроводность полупроводников 5. Дрейфовая и диффузная электропроводности 6.

Подробнее

ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ПРОВОДИМОСТИ

ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ПРОВОДИМОСТИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра теоретической и экспериментальной физики

Подробнее

S E. j J V _. J b

S E. j J V _. J b ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 66 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА 1. Цель работы Целью работы является изучение эффекта Холла в полупроводниках, определение коэффициента Холла, концентрации и подвижности носителей тока.

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Цель работы: исследование электрофизических характеристик полупроводников методом эффекта Холла. 2.1 Теоретические сведения о полупроводниках

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8 Электропроводность полупроводниковых материалов Цель работы Изучение стандартных методов определения удельной электрической проводимости полупроводниковых материалов при различных

Подробнее

Основы физики твердого тела

Основы физики твердого тела Зонная теория: два подхода Используют два подхода к нахождению энергий электронов в периодическом потенциале кристаллической решетки Подход #1: приближение связанных электронов (одноатомные уровни энергий!)

Подробнее

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-упи»

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-упи» Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-упи» ПОЛУПРОВОДНИКИ Вопросы для программированного контроля по физике для студентов всех форм обучения всех

Подробнее

Лабораторная работа 2.27 ЭФФЕКТ ХОЛЛА Л.Ю. Фетисов, Ю.К. Фетисов

Лабораторная работа 2.27 ЭФФЕКТ ХОЛЛА Л.Ю. Фетисов, Ю.К. Фетисов Лабораторная работа 2.27 ЭФФЕКТ ХОЛЛА Л.Ю. Фетисов, Ю.К. Фетисов Цель работы: изучение эффекта Холла в полупроводниках. Задание: измерить зависимости холловской разности потенциалов от индукции магнитного

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 325 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 325 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 325 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА Цель и содержание работы Целью работы является изучение свойств полупроводникового диода. Содержание работы состоит

Подробнее

Лабораторная работа 32 Зависимость сопротивления металлов от температуры

Лабораторная работа 32 Зависимость сопротивления металлов от температуры Лабораторная работа 3 Зависимость сопротивления металлов от температуры Цель работы: Исследовать температурную зависимость электропроводности металлов. Рассчитать температурный коэффициент сопротивления.

Подробнее

, ориентированный перпендикулярно к вектору j. Сила тока через произвольный элемент поверхности ds di j ds. (4)

, ориентированный перпендикулярно к вектору j. Сила тока через произвольный элемент поверхности ds di j ds. (4) ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-3 Проверка закона Ома. Определение удельного сопротивления проводника. Цель работы. Проверка закона Ома для однородного проводника.. Проверка линейности зависимости сопротивления

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 10 Свойства p-n переходов. Пробой p-n перехода

ЛЕКЦИЯ 10 Свойства p-n переходов. Пробой p-n перехода ЛЕКЦИЯ Свойства p-n переходов План занятия:. Пробой p-n перехода 2. Температурные свойства p-n перехода 3. Емкость p-n перехода Пробой p-n перехода При рабочих величинах обратного напряжения протекает

Подробнее

Лабораторная работа 44 ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОГО ПЕРЕХОДА

Лабораторная работа 44 ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОГО ПЕРЕХОДА Лабораторная работа 44 ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОГО ПЕРЕХОДА Цель работы: исследовать вольт-амперную характеристику плоскостного перехода и температурную зависимость прямого и обратного

Подробнее

9. СТАТИСТИКА КВАНТОВЫХ ЧАСТИЦ. ЭЛЕКТРОНЫ В МЕТАЛЛЕ

9. СТАТИСТИКА КВАНТОВЫХ ЧАСТИЦ. ЭЛЕКТРОНЫ В МЕТАЛЛЕ f(),5 9 СТАТИСТИКА КВАНТОВЫХ ЧАСТИЦ ЭЛЕКТРОНЫ В МЕТАЛЛЕ Квантовые частицы в зависимости от спина s делятся на бозоны (целый спин, s =,,, фотоны, фононы) и фермионы (полуцелый спин, s = /, /,, электроны)

Подробнее

Министерство образования республики Беларусь МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ФИЗИКИ

Министерство образования республики Беларусь МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ФИЗИКИ Министерство образования республики Беларусь МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ФИЗИКИ ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРОВОДИМОСТЬ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ Методические указания

Подробнее

Исследование электропроводности полупроводников. Краткое теоретическое введение

Исследование электропроводности полупроводников. Краткое теоретическое введение 040002. Исследование электропроводности полупроводников. Цель работы: Определить сопротивление и его зависимость от температуры для полупроводникового материала. Установить тип материала и уровень его

Подробнее

1. Происхождение энергетических зон в кристаллах. 2. Металлы, распределение энергетических зон 3. Диэлектрики, распределение энергетических зон

1. Происхождение энергетических зон в кристаллах. 2. Металлы, распределение энергетических зон 3. Диэлектрики, распределение энергетических зон Содержание: 1. Происхождение энергетических зон в кристаллах 2. Металлы, распределение энергетических зон 3. Диэлектрики, распределение энергетических зон 4. Полупроводники с точки зрения зонной теории

Подробнее

Тема 3. Квантовая теория электропроводности.

Тема 3. Квантовая теория электропроводности. Тема 3. Квантовая теория электропроводности. П.1. Классическая модель электропроводности. П.2. Квантовая теория движения свободных электронов в веществе П.3. Запрещенные зоны П.4. Зоны Бриллюэна. П.5.

Подробнее

Изучение работы полупроводниковых выпрямителей

Изучение работы полупроводниковых выпрямителей Федеральное агентство по образованию РФ Ухтинский государственный технический университет 32 Изучение работы полупроводниковых выпрямителей Методические указания к лабораторной работе для студентов всех

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Контрольная работа

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Контрольная работа ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики Волго-Вятский филиал Кафедра математических

Подробнее

Лабораторная работа 5 Изучение характеристик полупроводникового диода

Лабораторная работа 5 Изучение характеристик полупроводникового диода Лабораторная работа 5 Изучение характеристик полупроводникового диода ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить вольтамперную характеристику (ВАХ) полупроводникового диода. ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ Полупроводниковый диод; Миллиамперметр;

Подробнее

Глава. Электроны и дырки в полупроводниках.

Глава. Электроны и дырки в полупроводниках. Глава Электроны и дырки в полупроводниках Зонная структура полупроводников, диэлектриков Определим валентную зону как наивысшую энергетическую зону электронов в твердом теле, которая целиком заполнена

Подробнее

ФИЗИКА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЁННОЙ ЗОНЫ ГЕРМАНИЯ. Кафедра общей и технической физики. Методические указания к лабораторным работам

ФИЗИКА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЁННОЙ ЗОНЫ ГЕРМАНИЯ. Кафедра общей и технической физики. Методические указания к лабораторным работам Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет

Подробнее

ee m 2 ρ 2 2m U R x = R A. (5) I

ee m 2 ρ 2 2m U R x = R A. (5) I Методические указания к выполнению лабораторной работы.1.7 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ Аникин А.И., Фролова Л.Н. Электрическое сопротивление металлов: Методические указания к выполнению лабораторной

Подробнее

Работа 8. Эффект Холла

Работа 8. Эффект Холла Работа 8. Эффект Холла Цель работы: Изучение теории эффекта Холла в сильных и слабых магнитных полях в примесных и собственных полупроводниках Выполняются упражнения: 8а Измерение при комнатной температуре

Подробнее

II Полупроводниковые переходы и контакты 1 «Полупроводниковые диоды»

II Полупроводниковые переходы и контакты 1 «Полупроводниковые диоды» II Полупроводниковые переходы и контакты 1 «Полупроводниковые диоды» Простейшим полупроводниковым прибором является диод представляющий полупроводниковый кристалл с электронно-дырочным (-) переходом. На

Подробнее

ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ МЕТАЛЛОВ

ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ МЕТАЛЛОВ Полностью вырожденный ферми-газ Классическая теория описывает металл как совокупность кристаллической решетки, образованной атомами, и идеального электронного газа, состоящего

Подробнее

Электропроводность твердых тел А.В. Шишкин, АЭТУ, НГТУ 1

Электропроводность твердых тел А.В. Шишкин, АЭТУ, НГТУ 1 Электропроводность твердых тел 27.08.2013 А.В. Шишкин, АЭТУ, НГТУ 1 1. Классификация твердых тел по электропроводности R = (l / S); = 1 /. По электропроводности все твердые тела можно разделить на три

Подробнее

Лабораторная работа 32 ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. Элементарная теория проводимости металлов

Лабораторная работа 32 ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. Элементарная теория проводимости металлов Лабораторная работа 32 ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ Цель работы - определение температурного коэффициента сопротивления меди. Приборы и принадлежности: исследуемый медный

Подробнее

Лабораторная работа 5-6(H):ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ. Студент: группа: Допуск Выполнение Защита. ee ev B sin, (1) v B или v Bb

Лабораторная работа 5-6(H):ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ. Студент: группа: Допуск Выполнение Защита. ee ev B sin, (1) v B или v Bb профессор Гладких Ю.П. Лабораторная работа 5-6(H):ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА ПОЛУПРООДНИКАХ Студент: группа: Допуск ыполнение Защита Цель работы: Изучение эффекта Холла при изменении величины и направления

Подробнее

Лекция 1 Ток проводимости. Закон Ома для однородного участка цепи. Параллельное и последовательное соединение проводников

Лекция 1 Ток проводимости. Закон Ома для однородного участка цепи. Параллельное и последовательное соединение проводников Лекция 1 Ток проводимости. Закон Ома для однородного участка цепи. Параллельное и последовательное соединение проводников Ток проводимости. Плотность тока. Сила тока Определение. Током проводимости называется

Подробнее

ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРМИ-ДИРАКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДНИКА

ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРМИ-ДИРАКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДНИКА ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕРМИ-ДИРАКА ДЛЯ

Подробнее

Изучение характеристик электронно-дырочного перехода

Изучение характеристик электронно-дырочного перехода Работа 44 Изучение характеристик электронно-дырочного перехода Цель работы Исследовать вольт-амперную характеристику плоскостного перехода и ее зависимость от температуры. Вывод уравнения вольт-амперной

Подробнее

ПРОВЕРКА СПРАВЕДЛИВОСТИ ЗАКОНА ОМА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

ПРОВЕРКА СПРАВЕДЛИВОСТИ ЗАКОНА ОМА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА 4. Лабораторная работа 22 ПРОВЕРКА СПРАВЕДЛИВОСТИ ЗАКОНА ОМА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА Цели работы: 1) проверить справедливость закона Ома; 2) определить удельное сопротивление проводника.

Подробнее

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ Декан ЕНМФ Ю.И. Тюрин 008 г. ИССЛЕДОВАНИЕ

Подробнее

Московский государственный технический университет. Изучение свойств p-n-переходов

Московский государственный технический университет. Изучение свойств p-n-переходов Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана Изучение свойств p-n-переходов Москва Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана 2009 Рецензент В. Н. Атаманов. Изучение свойств p-n-переходов

Подробнее

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЁВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ

Подробнее

Лабораторная работа 2.21 ЭФФЕКТ ХОЛЛА

Лабораторная работа 2.21 ЭФФЕКТ ХОЛЛА Лабораторная работа 2.2 ЭФФЕКТ ХОЛЛА Цель работы: изучение эффекта Холла в полупроводниках. Задание: измерить зависимости холловской разности потенциалов от индукции магнитного поля и величины тока, протекающего

Подробнее

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА Министерство образования и науки Российской Федерации НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 53 3943 Ф 503 ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ Методические

Подробнее

Изучение работы p-n перехода

Изучение работы p-n перехода НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НИЛ техники эксперимента МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ ПО КУРСУ «ФИЗИКА» www.rib.ru e-mail: if@rib.ru 010804. Изучение работы -

Подробнее

Определение удельного сопротивления проводника

Определение удельного сопротивления проводника Определение удельного сопротивления проводника. Введение. Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц. Сами эти частицы называются носителями тока. В металлах и полупроводниках

Подробнее

Электрические процессы в p-n-переходе в отсутствие внешнего напряжения

Электрические процессы в p-n-переходе в отсутствие внешнего напряжения ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ Лектор: ст. преподаватель Баевич Г.А. Лекция 2 Электрические процессы в --переходе в отсутствие внешнего напряжения 1. Время жизни носителей заряда 2. Дрейфовое движение

Подробнее

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ» МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ» Кафедра физики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.04 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Москва 00 г. Лабораторная работа.04 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Цель

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 23. Изучение электропроводности металлов. Теоретическое введение. Электропроводность металлов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 23. Изучение электропроводности металлов. Теоретическое введение. Электропроводность металлов ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Изучение электропроводности металлов Теоретическое введение Электропроводность металлов Если на концах проводника поддерживается постоянная разность потенциалов, то внутри проводника

Подробнее

Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана. И. Н. Фетисов

Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана. И. Н. Фетисов Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана И. Н. Фетисов ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ Методические указания к лабораторной работе

Подробнее

Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ОТЧЁТ по лабораторной работе 105

Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ОТЧЁТ по лабораторной работе 105 Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физики ОТЧЁТ по лабораторной работе 05 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Подробнее

КОНЦЕНТРАЦИЯ И ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В ПОЛУПРОВОДНИКЕ

КОНЦЕНТРАЦИЯ И ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В ПОЛУПРОВОДНИКЕ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.01 КОНЦЕНТРАЦИЯ И ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В ПОЛУПРОВОДНИКЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 1. Измерение вольт - амперной характеристики (ВАХ) полупроводникового образца с примесной проводимостью

Подробнее

10 ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ЗАКОН ОМА

10 ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ЗАКОН ОМА 10 ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ЗАКОН ОМА Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц в пространстве. В связи с этим свободные заряды принято называть также

Подробнее

Зонная теория кристаллов. Квантовая статистика.

Зонная теория кристаллов. Квантовая статистика. Зонная теория кристаллов Квантовая статистика Зонная теория Электрон, взаимодействующий с ядром атома, находится в потенциальной яме, поэтому энергетический спектр электрона в атоме дискретен Данное утверждение

Подробнее

Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет Кафедра теоретической и экспериментальной физики

Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет Кафедра теоретической и экспериментальной физики Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет Кафедра теоретической и экспериментальной физики «УТВЕРЖДАЮ» Декан ЕНМФ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И ПОДВИЖНОСТИ ОСНОВНЫХ

Подробнее

Лабораторная работа 2.08 ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА ПО ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ ВАКУУМНОГО ДИОДА А.М. Попов, В.И. Рябенков.

Лабораторная работа 2.08 ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА ПО ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ ВАКУУМНОГО ДИОДА А.М. Попов, В.И. Рябенков. Лабораторная работа.08 ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА ПО ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ ВАКУУМНОГО ДИОДА А.М. Попов, В.И. Рябенков. 3 а U а Цель работы: изучение вольт-амперных характеристик вакуумного

Подробнее

Система управления обучением

Система управления обучением 19.12.13, 0:58 Страница 3 из 12 Название кадра frame900501 ( 900501) На рисунке изображена форма одномерного потенциала для классического гармонического осциллятора. Выберите правильное выражение для энергии

Подробнее

Тема 4. Полупроводники. Сверхпроводимость.

Тема 4. Полупроводники. Сверхпроводимость. Тема 4. Полупроводники. Сверхпроводимость. П.1. Полупроводники. П.2. Примесный полупроводник П.3. Явление сверхпроводимости. П.4. Модель явления сверхпроводимости. П.5. Закономерности сверхпроводимости.

Подробнее

Московский Государственный технический Университет им. Н.Э. Баумана Ю.И.Беззубов, В.В.Бростюк, М.А.Яковлев. ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА

Московский Государственный технический Университет им. Н.Э. Баумана Ю.И.Беззубов, В.В.Бростюк, М.А.Яковлев. ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА Московский Государственный технический Университет им НЭ Баумана ЮИБеззубов, ВВБростюк, МАЯковлев ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА Методические указания к лабораторной работе Э0 по курсу общей физики Под редакцией

Подробнее

Лабораторная работа 14 «Контакт металл полупроводник»

Лабораторная работа 14 «Контакт металл полупроводник» Лабораторная работа 4 «онтакт металл полупроводник» Цель работы: определение контактной разности потенциалов контакта металл-полупроводник. онтактная разность потенциалов и толщина слоя объемного заряда

Подробнее

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н.

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина ИЗУЧЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА Методические указания к лабораторной

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 3. Раздел VII. Физика твердого тела. 1. Энергетические зоны в кристаллах

ЛЕКЦИЯ 3. Раздел VII. Физика твердого тела. 1. Энергетические зоны в кристаллах ЛЕКЦИЯ Раздел VII. Физика твердого тела 1. Энергетические зоны в кристаллах Твердые тела представляют собой совокупность большого числа частиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), которые участвуют в сильном

Подробнее