Лабораторне завдання. Методика виконання роботи базується на використанні закону Ома і побудові вольт-амперної характеристики для напівпровідника n- типу

Методика виконання роботи базується на використанні закону Ома і побудові вольт-амперної характеристики для напівпровідника n- типу.

Повернемось до формули (3). Густина сили струму за означенням:

, (4)

де І - сила струму через напівпровідниковий кристал, а

S = a b (5)

площа поперечного перерізу паралелепіпеда товщиною a і шириною b. Підставивши (4) і (5) в (3), одержимо:

(6)

Виразимо напруженість Е в кристалі через його довжину l і спад напруги на кристалі U у вигляді:

(7)

Після підстановки (7) в (6) отримаємо:

(8)

У формулі (8) в разі виконання закону Ома для ділянки провідника в інтегральній формі величина електропровідності цієї ділянки монокристала дається виразом:

, (9)

де - зміна сили струму крізь кристал при зміні напруги на . Величина є тангенсом кута α нахилу вольт-амперної характеристики, побудованої в координатах [ I, U ], тобто

(10)

Підставивши (10) у (8), знайдемо розрахункову формулу для концентрації вільних електронів у напівпровіднику:

(11)

6. Послідовність виконання роботи:

1. Виміряти розміри (a,b,l) зразка за допомогою штангенциркуля.

Рис. 3. Схема установки.

2. Скласти вимірювальну схему за рис. 3.

3. Змінюючи потенціометром П напругу від 0 до 10 мВ і вимірюючи її мілівольтметром, визначити за допомогою міліамперметра відповідні різним значенням напруги величини струму. Результати вимірювань записувати до таблиці:

4. Накреслити графік залежності I=f(U) в координатах [I, U] і обчислити тангенс кута нахилу tg α вольт-амперної характеристики.

5. Обчислити за формулою (11) концентрацію вільних електронів, використавши значення рухливості електронів µ =0,43 м² /Вс.

6. Обчислити відносну похибку непрямого вимірювання концентрації вільних електронів за формулою:

,

та абсолютну похибку ∆n за формулою . У висновках вказати діапазон n ±∆n величин для значення вимірюваної концентрації.

Поиск по сайту: