Wyznaczanie energii aktywacji połprzewodnikowych - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 553
Wyświetleń: 2758
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Wyznaczanie energii aktywacji połprzewodnikowych - omówienie - strona 1 Wyznaczanie energii aktywacji połprzewodnikowych - omówienie - strona 2

Fragment notatki:

  1 Ćwiczenie 20  Wyznaczanie energii aktywacji przewodnictwa materiałów  półprzewodnikowych  I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania  1.  Pojęcie koncentracji i ruchliwości nośników ładunku.  2.  Klasyczny model przewodnictwa - gęstość prądu.  3.  Model pasmowy półprzewodników.  II. Wprowadzenie   Przewodnictwo  elektryczne  σ zależy od koncentracji nośników  ładunku   n  i ich  ruchliwości  µ      µ σ n e =                         (1)    Zgodnie ze statystyką Fermi-Diraca koncentracja nośników prądu elektrycznego  w półprzewodnikach jest funkcją temperatury:    kT e n n 2 0 ε − =                       (2)  gdzie: ε - energia aktywacji nośników prądu,      k  - stała Boltzmana,    T  - temperatura.   Ponieważ ruchliwość  µ  bardzo słabo zależy od temperatury, można przyjąć, że    kT kT e e n e 2 2 0 0 ε ε σ µ σ − − = =                   (3)    Zgodnie z prawem Ohma:  E j σ =   gęstość prądu elektrycznego wykazuje taką  samą zależność od temperatury jak przewodnictwo elektryczne. Ponieważ gęstość prądu  jest proporcjonalna do natężenia prądu  (j  ∝  I) , możemy zapisać:    kT e I I 2 0 ε − =                       (4a)    Po zlogarytmowaniu tego wyrażenia otrzymamy:    0 ln 2 ln I kT I + − = ε                     (4b)  czyli otrzymujemy liniową zależność   I ln  od  T 1 .  Przykładowy przebieg tej zależności jest przedstawiony na rys. 1.  ln I “a” “b” 1/T     Rys. 1. Wykres zmiany natężenia prądu w zależności od odwrotności temperatury     2  III. Wykonanie ćwiczenia   Układ pomiarowy składa się z łaźni wodnej, w której umieszczony jest badany  element z możliwością pomiaru jego temperatury.  1.  Napełnić łaźnię wodną wodą do określonego poziomu.  2.  Połączyć układ pomiarowy według schematu (rys 2)  U T   Rys. 2. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania energii aktywacji  3.  Po sprawdzeniu obwodu elektrycznego przez prowadzącego ćwiczenia oraz podaniu  przez niego wartości napięcia zasilającego, włączyć obwód i odczytać wartości  natężenia prądu płynącego w obwodzie. Równocześnie odczytać z termometru  temperaturę, w jakiej dokonano pomiaru.  4.  Włączyć piecyk łaźni wodnej i w trakcie ogrzewania odczytywać wartości natężenia  prądu płynącego w obwodzie w funkcji temperatury.  Tabela pomiarowa  U T  T / 1   I  ln ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz