Вычисление энергии активации и ширины запрещенной зоны в полупроводнике

Для определения энергии активации постройте точками график (или два графика для опыта с двумя термисторами) зависимости

.                     (15.26)

Для построения графика удобно использовать табличные процессоры OpenOffice.org Calc, Microsoft Excel или программу научной графики MicroCal Origin 3.0 (см. Прил. 4).

Обработку данных с помощью программы научной графики MicroCal Origin 3.0 можно выполнить в следующем порядке.

1. Внесите значения сопротивления R и температуры t в столбцы А и В рабочей области. После набора очередного числа нажимайте клавиши Tab или Enter.

2. Выделите столбец А щелчком по его заголовку и выполните команду вставки столбца: Column - Add New Columns … (Колонка-Добавить новую колонку).

3. При выделенном столбце С выполните команду Data - Set Column Values (Данные-Установить значения в столбце). В диалоговом окне введите формулу для вычисления , укажите число строк (row number) и щелкните по кнопке Do it (Сделать это).

4. Аналогично вставьте столбцы и формулы для вычисления T = t+273 и .

5. Выделите столбец со значениями  и выполните команду Column - Set as X (Колонка-Установить как Х). Выделите столбец со значениями  и выполните команду Column - Set as Y (Колонка-Установить как Y). Выполните команду построения графика Plot - Scatter.

6. Проведите через точки графика сглаживающую прямую. В программе MicroCal Origin 3.0 для проведения сглаживающей прямой при выделенном графике выполните команду Fit - Linear Regression (Сглаживание-Линейная регрессия). Уравнение прямой и его коэффициенты будут выведены в окне Script Window (см. Прил. 4). Из уравнения (15.25) следует, что

, .     (15.27)

Определите DE с помощью формулы

.                           (2.6)

затем найдите  и с помощью табл. 15.1 сделайте вывод о составе вещества термистора.

Контрольные вопросы

1. Расскажите об образовании энергетических зон в кристаллах на примере одного из элементов IV группы таблицы Менделеева: углерода (алмаза), кремния, германия.

2. Расскажите о собственной проводимости полупроводников и ее изменении под действием освещения и нагревания.

3. Расскажите об электрическом токе, плотности тока, подвижности носителей заряда, удельной проводимости и удельном сопротивлении.

4. Расскажите о температурной зависимости концентрации носителей заряда, их подвижности, удельной проводимости и удельного сопротивления для чистых полупроводников.

5. Расскажите о свойствах и применении термисторов.

Лабораторная работа №16.
Изучение p-n-перехода в диодах и стабилитроне

Цель работы: изучение электрических свойств p-n-переходов на контакте двух полупроводников и туннельного эффекта в стабилитроне.

Приборы и принадлежности: установка ФПК-06 с набором диодов
(КД-521, КД-226, Д9К или иными) и стабилитроном (КС133А или иным), термометр.