To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
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)