Ход работы. 1. Перейти на вкладку Задача 2 и провести измерения в соответствии с рекомендациями, указанными на экране монитора

1. Перейти на вкладку Задача 2 и провести измерения в соответствии с рекомендациями, указанными на экране монитора.

2. Нагрев производить не более чем до 60⁰С. Результаты измерений записывать в соответствующую таблицу отчёта.

3. По окончании измерений нажать кнопку «Стоп» на экране, а на установке отключить тумблер «Нагрев».

4. Закрыть программу и выключить компьютер, оформить отчет и сдать его на проверку.

График, соответствующий (1.11) и построенный по экспериментальным точкам, аппроксимируют прямой линией, наиболее близкой к этим точкам (рис. 1.3). Тогда ширина запрещенной зоны будет определяться тангенсом угла наклона этой прямой к оси абсцисс:

, (1.12)

где k - постоянная Больцмана; k = 0.86210-4эВ/К; ln R 1, 1/ T 1и ln R 2, 1/ T 2- координаты двух произвольных, но не слишком близких точек, лежащих на полученной прямой.

Рис. 1.3. Зависимость логарифма сопротивления ln R

полупроводника от обратной температуры 1/ T

Погрешность E_g определения ширины запрещенной зоны оценивается по формуле

(1.13)

где t – значение коэффициента Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95.

Среднее квадратическое отклонение S<Eg> рассчитывается по методу наименьших квадратов.

Метод наименьших квадратов.

Пусть измеряемые величины ln R и 1/ T связаны линейной зависимостью . Задача заключается в том, чтобы по n парам измеренных значений найти наилучшие значения b и c. Наилучшими считают те значения, которые обеспечивают минимальную величину среднего квадрата отклонений измеренных величин от прямой.

Ответ дается формулами , .

Среднеквадратичные ошибки в величинах b и c имеют вид

;

,

где , .

В нашем случае коэффициент b определяет ширину запрещенной зоны рассматриваемого полупроводника, а величина - среднее квадратичное отклонение измеряемой величины.

Контрольные вопросы

1. Какие полупроводники называются собственными?

2. Какие носители электрического заряда создают электрический ток в собственном полупроводнике?

3. Что называется вольтамперной характеристикой терморезистора?

4. Как объяснить нелинейность вольтамперной характеристики?

5. Как определить ширину запрещенной зоны полупроводника, зная зависимость сопротивления полупроводника от температуры?

6. Каковы основные механизмами рассеяния носителей заряда в полупроводниках?

Приложение 1

ФОРМА ОТЧЕТА

Титульный лист:

УрФУ

кафедра физики

ОТЧЕТ

по лабораторной работе