Экспериментальная часть. Полупроводниковое термосопротивление 1 находится внутри термошкафа 2 (рис

Полупроводниковое термосопротивление 1 находится внутри термошкафа 2 (рис. 5). Температура контролируется термометром 3, сопротивление ПТС измеряется при помощи измерительного моста 4.

I. Снятие вольтамперной характеристики ПТС.

1. Собрать цепь по схеме, приведенной на рис. 6. Реостат R включен по схеме потенциометра и служит для изменения напряжения на ПТС.

2. С помощью реостата R установить напряжение, подаваемое на ПТС, и измерить силу тока. Показания вольтметра и миллиамперметра занести в табл. 1. Произвести не менее 10 измерений при постепенном увеличении температуры.

Таблица 1. Результаты измерений

3. На основании полученных данных построить график зависимости I = f (U), представляющий собой вольтамперную характеристику ПТС.

II. Получение температурной характеристики и определение ширины запрещенной зоны ПТС.

1. Присоединить ПТС к клеммам измерительного моста, как показано на рис. 5. Электрическая схема моста приведена на рис. 7. На схеме ПТС обозначено как R _х.

2. Измерить сопротивление полупроводника при комнатной температуре. Для измерения сопротивления нажать кнопку измерительного моста. Поворотом диска подобрать такое сопротивление магазина моста R _m, чтобы стрелка гальванометра находилась на нулевой отметке. Измеряемое сопротивление R _х при этом равно

R _х = nR _m,

где число n, считываемое с переключателя прибора.

3. Включить термошкаф в сеть. Начиная от комнатной температуры и до ~100 °С примерно через каждые 5 – 10° измерять сопротивление ПТС. Результаты измерений занести в табл. 2.

Таблица 2.

Результаты измерений и вычислений

5. Построить график зависимости ln R = f (10³/ T)

6. Путем графического дифференцирования (см. рис. 4) определить ширину запрещенной зоны:

кДж. (7)

Полученное значение D Е перевести в электронвольты (1 эВ = 1,6∙10^–19 Дж). Определить предэкспоненциальный множитель А.

6. По указанию преподавателя обработку экспериментальных данных выполнить по методу наименьших квадратов.

7. Записать зависимость сопротивления полупроводника от температуры в виде (4), подставив полученные значения D Е и А.

8. Сформулировать выводы по работе.

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите особенности полупроводников. В чем суть собственной и примесной проводимости полупроводников?

2. Объясните с помощью зонной теории зависимость сопротивления полупроводников от температуры.

3. Что представляет собой вольтамперная характеристика полупроводника? Чем можно объяснить возможные отклонения графика от прямой линии?

4. Рассчитайте по вольтамперной характеристике сопротивление ПТС и сравните с величиной, измеренной с помощью моста при комнатной температуре.

5. Как экспериментально определяется ширина запрещенной зоны полупроводника?

6. От чего зависит ширина запрещенной зоны?

СНЯТИЕ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА

Цель работы: изучение электрических свойств полупроводниковых диодов и снятие их вольтамперных характеристик.

Приборы и принадлежности: источник постоянного тока, потенциометр, многопредельный вольтметр, полупроводниковые диоды, ключ, два двойных переключателя.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: