To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Laboratorium z fizyki Wyznaczanie szerokości przerwy energetycznej metodą termiczną Wstęp teoretyczny. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników związane jest z ruchem elektronów w paśmie przewodnictwa i okien w paśmie walencyjnym. W niskich temperaturach pasmo przewodnictwa jest całkowicie pozbawione elektronów, zaś pasmo walencyjne jest nimi całkowicie zapełnione. W półprzewodnikach przerwa energetyczna pomiędzy pasmem walencyjnym a przewodnictwa jest względnie mała ( mniejsza niż 2 [eV] ), w związku z czym istnieje szansa skoku elektronów do dolnej krawędzi pasma przewodnictwa z górnej granicy pasma walencyjnego na skutek wzbudzeń cieplnych. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem temperatury. Koncentracja elektronów w paśmie przewodnictwa wyraża się wzorem:
gdzie :
n - ilość elektronów w paśmie przewodnictwa
E - energia aktywizacji zależna od rodzaju materiału
k - stała Boltzmanna, T- temperatura w skali bezwzględnej.
Dla półprzewodnika samoistnego energie aktywacji elektronów i dziur są jednakowe i równe połowie szerokości przerwy energetycznej. Dla półprzewodnika domieszkowego sytuacja jest analogiczna tyle, że E będzie różnicą energii pomiędzy poziomem donorowym a pasmem przewodnictwa.
Zależność tą można sprowadzić do bardziej przydatnej postaci.:
(zmienic na ln(R/R0) gdzie:
R - opór Opis stanowiska pomiarowego. Stanowisko pomiarowe przystosowane jest do pomiaru szerokości przerwy energetycznej metodą termiczną.
Na stanowisku pomiarowym znajdują się :
miernik "RLC";
termistor;
autotransformator;
grzejnik;
wentylator,
termometr.
Termometr mierzy temperaturę termistora znajdującego się wewnątrz grzejnika. Grzejnik podłączony jest do autotransformatora pozwalającego na regulację temperatury grzejnika. Miernik służy do pomiaru oporności termistora. Wentylatorek służy do schładzania podgrzanego wcześniej termistora. Tabele pomiarowe. Po wykonaniu doświadczenia otrzymaliśmy następujące wyniki:
przy podgrzewaniu termistora:
temp [ C] opor [k 1/T lnR
(…)
…
przy schładzaniu termistora:
temp [C] opor [k 1/T lnR
Obliczenia.
Wyrażenie:
(zmienic na ln(R/R0)
możemy przekształcić do postaci:
lnR = E/k * 1/T + lnR0
Jest to funkcja liniowa postaci y = ax + b, zależności lnR od 1/T, przy czym:
a = E/k
b = lnR0
Można więc narysować tą funkcję w układzie współrzędnych mając dane lnR oraz 1/T aby wyznaczyć jej współczynnik kierunkowy a. Następnie wielkość przerwy…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)