М ИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Отчёт

по лабораторной работе № 33
Исследование полупроводникового
резистора.

Студент: Дёмин Алексей

Группа: Р-184

Дата: 05.04.23
г. Екатеринбург  1998
Ход работы

Задача I.

Снятие Вольт-амперной характеристики терморезистора.

Терморезистор — полупроводниковый резистор, сопративление которого изменяется с изменением температуры.



Статическая вольтамперная характеристика терморезистора — зависимость напряжения, действующего на терморезисторе, от силы протекающего по нему тока при условии теплового равновесия терморезистора с окружающей средой. Конкретный вид вольтамперной характеристики определяется веществом, из которого изготовлено сопративление, его конструктивным оформлением, массой и условиями теплообмена с окружающей средой. Для всех терморезисторов характерно существование нелинейного участка на вольтамперной характеристике.



При малом токе в терморезисторе выделяющейся в нём тепловой мощности недостаточно для существенного изменения его температуры, вследствие этого практически не меняется концентрация носителей тока и их подвижность, а следовательно, и сопротивление полупроводника, поэтому выполняется закон Ома.

Дальнейшее увеличение силы тока приводит к росту выделяемой в полупроводнике тепловой мощности и повышению его температуры. Вследствие этого сопротивление полупроводника резко уменьшается и зависимость между напряжением и силой тока становится нелинейной.

---

Для снятия вольтамперной характеристики терморезистора используется электрическая цепь, схема которой изображена на рисунке.
Задача II.

Исследование температурной зависимости электрического сопративления полупроводникового резистора и определение ширины запрещённой зоны в собственном полупроводнике.

В соответствии с формулой : в собственных полупроводниках температурная зависимость сопротивления имеет вид или после логарифмирования , где E_g - ширина запрещённой зоны.

Терморезистор из чистого германия пмещён внутри проволочного натревателя. Включив питание, нагревают образец до (70 - 80) ⁰С. Затем нагреватель отключают и измеряют сопротивление образца через 4 ⁰С в интервале от (70 - 80) ⁰С до (25 - 30) ⁰С. Результаты измерений вносят в таблицу №2 отчёта. Затем строят график, откладывая по оси ординат логарифм сопротивления , а по оси абсцисс — обратную температуру.

График, построенный по экспериментальным точкам, аппроксимируют прямой линией (проводят прямую, ближайшую к теории графика) тогда ширина запрещённой зоны будет определяться тангенсом угла наклона этой прямой к оси абсцисс : , где k- постоянная Больцмана, lnR₁, 1/T₁ и lnR₂, 1/T₂ - координаты двух произвольных, но не слишком близких точек, лежащих на полученной прямой.

1. Рассчётная формула для измеряемой величины :

, где k =1,38 _* 10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана, R₁ и R₂ - сопративления резисторов при температурах Т₁ и Т₂

2. Средства измерений и их характеристики :
Установка №3

Наименование средства измерения	Предел измерения	Цена деления шкалы	Класс точности
Вольтметр	10 В	0,1 В	1,5
Омметр		1 Ом
Амперметр	20 мА	5 мА	1,5

---

3
. Задача I. Снятие Вольтамперной характеристики терморезистора.

3.1. Схема электрической цепи.

3.2. Результаты измерений

Данные к построению вольтамперной характеристики :
Таблица №1.

Напряжение U, В	0.5	1	1.5	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
Сила тока I, мА	1.2	2.5	3.8	5.0	7.5	10	12.8	16.2	20

4. Задача II. Исследование температурной зависимости электрического сопративления полупроводникового резистора и определение ширины запрещённой зоны в собственном полупроводнике.

Зависимость сопративления полупроводникового резистора от температуры :
Таблица №2.

t, C O	T, K	1000/T, K-1	R, Ом	LnR
70 65 60 55 50 45 40 35 30	343 338 333 328 323 318 313 308 303	2.92 2.96 3.00 3.05 3.10 3.14 3.19 3.25 3.30	258 261 268 273 285 307 347 418 168	5,55 5,56 5,59 5,61 5,65 5,73 5,85 6,04 6,15

5. Расчёт ширины запрещённой зоны в исследуемом полупроводнике по графику lnR=f(1/T).

E_g=0,13эВ.

6. Оценка погрешностей

6.1. Среднее квадратическое отклонение : . . . . эВ.

6.2. Граница случайной погрешности : . . . . эВ.

7. Окончательный результат : E_g=g>E_g=( . . . . .  . . . . . ) эВ, p=0,95.
Выводы : В данной лабораторной работе я и

---

Смотрите также файлы

• Город Белгород тридцатое марта две тысячи двадцать третьего года.docx

• Отражение света. Законы отражения. Плоское зеркало.docx

• пврапрапрапрапрапрапрапрапрапрапра.docx

• 5апреля Дистанционная работа Период полураспада.docx

• Задача для маркетологов помочь принять обществу разных людей из реального мира, удовлетворив их потребности.docx