Laboratorijski rad 8 mjerenje. Metoda sa četiri sonde za mjerenje otpora poluvodiča. Mjerenje brzine neravnomjernog kretanja

gol - odrediti trenutak inercije tijela metodom torzijskih vibracija.

Uređaji i materijali: mjerna instalacija, set tijela, štoperica.

Opis metode podešavanja i mjerenja

Mjerni uređaj je okrugli disk ovješen na elastičnoj čeličnoj žici i dizajniran za smještaj tijela čiji trenutak tromosti treba odrediti (slika 8.1).

Slika: 8.1

Uređaj je centriran pomoću dva pomična utega pričvršćena na disk. Okrenite disk uređaja pod određenim kutom oko vertikalne osi, uvijte čeličnu suspenziju.

Kada se tijelo okrene pod kutom , žica se uvije i nastaje trenutak sila Mnastojeći vratiti tijelo u položaj ravnoteže. Eksperiment pokazuje da je u prilično širokom rasponu trenutak sila M proporcionalno uglu uvijanja , tj.
(uporedi: sila elastičnosti
). Disk se oslobađa, što mu omogućava izvršavanje torzijskih vibracija. Period torzijskih vibracija određuje se izrazom
gdje f - modul torzije; J - moment inercije oscilirajućeg sistema.

Za instrument
. (8.1)

Jednakost (8.1) sadrži dvije nepoznate veličine f i J itd ... Zbog toga je potrebno ponoviti eksperiment, prethodno postavivši referentno tijelo s poznatim momentom inercije na disk za postavljanje. Kao standard uzet je puni cilindar čiji je trenutak inercije J et .

Utvrdivši novi period oscilovanja instrumenta sa standardom, sastavljamo jednačinu sličnu jednačini (8.1):

. (8.2)

Rješavajući sistem jednadžbi (8.1) i (8.2), određujemo modul torzije f i moment inercije uređaja J itd u datom položaju utega. (Izvođenje obračunskih formula za f i J itd uradite to sami u pripremi za laboratorijski rad i uključite to u izvještaj). Uklonivši standard, na disk uređaja postavlja se tijelo čiji se momenat inercije mora odrediti u odnosu na osu uređaja. Instalacija se centrira i ponovno se određuje period torzijskih vibracija. T 2 , što će u ovom slučaju biti zapisano kao

. (8.3)

Znati i f, moment inercije tijela oko osi uređaja izračunava se na osnovu formule (8.3).

Podaci svih mjerenja i proračuna unose se u tabelu. 8.1.

Tabela 8.1

Izmjerene i izračunate veličine za određivanje momenta inercije metodom torzijskih vibracija

t itd

T itd

t 1

T 1

t 2

T 2

< T itd >=

< T 1 >=

< ¦ >=

< J itd >=

< T 2 >=

< J t >

Zadatak 1. Određivanje perioda torzijskih vibracija uređaja, uređaja sa standardom, uređaja sa tijelom

1. Izmjerite vrijeme štopericom t itd 20-30 punih vibracija uređaja i utvrditi
.

2. Ponovite eksperiment 5 puta i odredite < T itd > .

3. Stavite standard na disk uređaja i slično odredite < T 1 >.

4. Stavite tijelo na disk uređaja, centrirajte instalaciju i odredite < T 2 > .

Rezultate mjerenja unesite u tabelu. 8.1

Laboratorijski rad br. 8 "Mjerenje gravitacionog ubrzanja pomoću klatna."

Svrha rada: izračunati ubrzanje gravitacije iz formule za period oscilacija matematičkog klatna:

Da biste to učinili, potrebno je izmjeriti period oscilacija i dužinu suspenzije klatna. Tada se iz formule (1) može izračunati ubrzanje gravitacije:

Mjerenje:

1) sat iz druge ruke;

2) mjerna traka (Δ L \u003d 0,5 cm).

Materijali: 1) lopta s rupom; 2) konac; 3) stativ sa rukavom i prstenom.

Radni nalog

1. Stavite stativ na rub stola. Na njegov gornji kraj pričvrstite prsten spojnicom i objesite kuglu s konca na njega. Lopta bi trebala visjeti 3-5 cm od poda.

2. Nagnite klatno iz položaja ravnoteže za 5-8 cm i otpustite ga.

3. Izmjerite dužinu vješalice mjernom trakom.

4. Izmjerite vrijeme Δt 40 punih oscilacija (N).

5. Ponovite mjerenje Δt (bez promjene eksperimentalnih uslova) i pronađite prosječnu vrijednost Δt usp.

6. Izračunajte prosječnu vrijednost perioda oscilacija T avg na osnovu prosječne vrijednosti Δt avg.

7. Izračunajte vrijednost g cp koristeći formulu:

8. Unesite rezultate u tabelu:

soba l, m N Δt, s Δt av, s

9. Usporedite dobivenu prosječnu vrijednost za g cp sa vrijednošću g \u003d 9,8 m / s 2 i izračunajte relativnu pogrešku mjerenja koristeći formulu:

Dok ste proučavali kurs fizike, često ste morali koristiti vrijednost ubrzanja gravitacije na zemljinoj površini u rješavanju problema i drugim proračunima. Uzeli ste vrijednost g \u003d 9,81 m / s 2, odnosno tačnošću koja je sasvim dovoljna za vaše proračune.

Svrha ovog laboratorijskog rada je eksperimentalno utvrditi ubrzanje gravitacije pomoću klatna. Poznavanje formule za period oscilovanja matematičkog klatna T \u003d

vrijednost g može se izraziti u količinama koje se mogu lako utvrditi eksperimentom i izračunati g s određenom preciznošću. Dozvolite nam da izrazimo

gdje je l dužina ovjesa, a T period oscilacija klatna. Period oscilacije klatna T lako je odrediti mjerenjem vremena t potrebnog za završetak određenog broja N potpunih oscilacija klatna

Matematičko klatno je teret ovješen o tanku nerastegljivu nit, čije su dimenzije mnogo manje od dužine niti, a masa je mnogo veća od mase niti. Odstupanje ove težine od vertikale događa se pod beskrajno malim uglom i nema trenja. U stvarnim uvjetima, formula

je približno.

Razmotrimo takvo tijelo (u našem slučaju polugu). Na njega djeluju dvije sile: težina tereta P i sila F (elastičnost opruge dinamometra), tako da je poluga u ravnoteži, a momenti tih sila moraju biti jednaki po modulu njihovom medu. Definiramo apsolutne vrijednosti momenata sila F, odnosno P:

U laboratorijskim uvjetima za mjerenje s određenim stupnjem preciznosti možete koristiti malu, ali masivnu metalnu kuglu ovješenu na navoj dužine 1-1,5 m (ili više, ako je moguće postaviti takvu ovjesu) i skrenuti je pod malim uglom. Tok rada je potpuno jasan iz njegovog opisa u udžbeniku.

Mjerni instrumenti: štoperica (Δt \u003d ± 0,5 s); ravnalo ili mjerna traka (Δl \u003d ± 0,5 cm)

Okvir lekcije iz fizike u 8. razredu

Tema: Laboratorijski rad "Mjerenje snage i rada struje u električnoj svjetiljci."Ciljevi lekcije : 1. Formirati praktične vještine učenika u radu sa električni krugovi. 2. Razviti kognitivne procese: pamćenje, logičko razmišljanje - kroz izgradnju zaključaka, pažnju - kroz sposobnost analiziranja, donošenja zaključaka, sažimanja tokom praktičnog rada i prilikom rješavanja problema. 3. Dati priliku da osete njihov potencijal za svakog učenika.

TOK ČASA

I. Aktualizacija znanja, postavljanje ciljeva. Postavimo sebi cilj tako da nakon ove lekcijelako svako je mogao mjeritiJa iU , izračunajte rad i snagu električne struje.Danas ćemo izvršiti rad na određivanju rada i snage električne struje. Svatko će raditi u svom ritmu, pa će neki moći manje, neki više, ali laboratorijski rad je nužan za svakoga. Izvještavanje o rezultatima rada ocjenjuje se. Ponavljanje, priprema za laboratorijski rad.
  1. Koji je rad električne struje? Kako se to može izračunati? U kojim jedinicama se mjeri? Šta je električna snaga? Kako se to može izračunati? U kojim jedinicama se mjeri? Koje metode znate za mjerenje fizičkih veličina? Kako biste predložili mjerenje struje i napona? Kako su ampermetar i voltmetar uključeni u krug?
Dakle, hajde da iznesemo plan za obavljanje posla. Procijenjeni odgovor učenika: - Nacrtajte dijagram električnog kruga. - Sastavite električni krug prema dijagramu. - Izmjerite struju i napon. - Izračunajte rad i trenutnu snagu po formulama. - Izračunajte snagu prema indikacijama na dnu sijalice. - Uporedite proračune u dva slučaja.

II... Ponavljamo pravila ponašanja na laboratorijskoj lekciji s naknadnim potpisom u sigurnosnom dnevniku.

I N S T R U K C I Z

o sigurnosti u učionici fizike

    Budite pažljivi i disciplinirani, tačno slijedite upute nastavnika.

    Ne započinjte s radom bez dozvole nastavnika.

    Postavite uređaje, materijale i opremu na svoje radno mjesto tako da sprečite njihov pad ili prevrtanje.

    Prije izvođenja djela morate pažljivo proučiti njegov sadržaj i napredak.

    Da biste sprečili pad tokom eksperimenata, fiksirajte staklene posude u nožici stativa.

    Kada izvodite eksperimente, ne dozvoljavajte ekstremna opterećenja mernih instrumenata. Budite posebno oprezni pri radu sa staklenim aparatima. Nemojte uklanjati termometre iz epruveta sa očvrslom supstancom.

    nadgledati ispravnost svih pričvršćivača u uređajima i uređajima. Ne dodirujte niti se savijte nad rotirajućim delovima mašine.

    Prilikom montaže eksperimentalnih instalacija koristite žice s jakom izolacijom bez vidljivih oštećenja.

    Prilikom sastavljanja električnog kruga, izbjegavajte ukrštanje žica, nemojte koristiti provodnike s istrošenom izolacijom i otvorenim prekidačima.

    Izvor struje u električni krug priključite posljednji. Uključite sklopljeni krug tek nakon provjere i uz dopuštenje nastavnika.

    Ne dodirujte dijelove strujnih krugova pod naponom koji nemaju izolaciju. Ne spajajte i ne zamjenjujte osigurače prije nego što isključite napajanje.

    Pazite da tokom rada slučajno ne dodirnete rotirajuće dijelove električnih mašina. Nemojte ponovo spajati električne krugove mašina dok se armatura ili rotor mašine potpuno ne zaustave

III. Na ekranu - moguća opcija dizajna za rad koji studenti mogu koristiti.

Laboratorijski rad br. 7

"Mjerenje snage i rada struje u električnoj svjetiljci"

Cilj: naučite kako odrediti snagu i rad struje u lampi pomoću ampermetra, voltmetra i sata . Uređaji i materijali: napajanje, niskonaponska svjetiljka na postolju, voltmetar, ampermetar, ključ, spojne žice, sat sekundarnom kazaljkom. Formule rada: Str = U xJa A = Str xt .
Završetak posla1 . Sastavljam sklop prema shemi:
2. Voltmetar mjerim napon na lampi : U = B3. Mjerim jačinu struje ampermetrom: Ja = A4. Izračunavam trenutnu snagu u lampi: P \u003d W. 5. Uključujem i isključujem lampu: t = 60 c . Po vremenu izgaranja i snage odredite rad struje u lampi : A \u003d J. 6. Provjeravam da li se dobivena vrijednost snage podudara sa snagom naznačenom na lampi. Napajanje lampeStr = U xJa = W U eksperimentu \u003d W Zaključak:snaga žarulje je W, rad izveden strujom u minuti \u003d J. Snaga naznačena na lampi i snaga dobijena u eksperimentu se ne podudaraju od tada
IV. Rješavanje problema (za one koji će se ranije snaći):
1. Kao rezultat provlačenja žice kroz mašinu za izvlačenje, njena se dužina povećala za 3 puta (uz konstantnu zapreminu). Koliko su se puta promijenili površina presjeka i otpor žice? Odgovor: Površina se smanjila za 3 puta, a otpor za 9 puta.
2. Postoje dvije bakrene žice iste dužine. Površina poprečnog presjeka prve žice je 1,5 puta veća od površine druge žice. U kojoj će žici trenutna snaga biti veća i koliko puta s istim naponom na njima? Odgovorite : IN 1 žice, struja će biti 1,5 puta veća, jer otpor ove žice je manji.
3. Dvije žice - aluminij i bakar - imaju istu površinu presjeka i otpor. Koja je žica duža i koliko puta? (otpornost bakra - 0,017 Ohm mm 2 / m, i aluminijuma - 0,028 Ohm mm 2 / m) Odgovor: Bakarna žica je 1,6 puta duža, jer je otpornost bakra 1,6 puta manja od otpornosti aluminijuma.
    Rezimiranje lekcije:
  1. Koji ste cilj sebi postavili? Da li je postignuto? Procijenite svoj rad na lekciji.

U ovoj lekciji razmotrit ćemo praktičnu primjenu znanja stečenih primjerom laboratorijskog rada u fizici kako bismo izmjerili specifičnu toplinu krutine. Upoznat ćemo se s osnovnom opremom koja će biti potrebna za izvođenje ovog eksperimenta, te razmotriti tehnologiju izvođenja praktičnih radova na mjerenju fizičkih veličina.

1. Stavite metalni cilindar u čašu vruće vode i izmjerite njegovu temperaturu termometrom. Bit će jednaka temperaturi cilindra, jer će nakon određenog vremena temperature vode i cilindra postati jednake.

2. Zatim ulijte hladnu vodu u kalorimetar i izmjerite njegovu temperaturu.

3. Nakon toga stavite cilindar vezan na uzici u kalorimetar sa hladnom vodom i, miješajući vodu u njemu termometrom, izmjerite temperaturu uspostavljenu kao rezultat izmjene toplote (slika 6).

Slika: 6. Napredak u laboratorijskom radu

Izmjerena konačna temperatura u stabilnom stanju u kalorimetru i ostali podaci omogućit će nam izračunavanje specifične topline metala od kojeg je izrađen cilindar. Potrebnu vrijednost ćemo izračunati polazeći od činjenice da prilikom hlađenja cilindar odaje potpuno jednaku količinu toplote koju voda dobija kada se zagrije, dolazi do takozvane izmjene toplote (slika 7).

Slika: 7. Prenos toplote

U skladu s tim dobivamo sljedeće jednadžbe. Za zagrijavanje vode potrebna vam je količina toplote:

gdje:

Specifični toplotni kapacitet vode (tabelarna vrijednost) ,;

Masa vode koja se može odrediti pomoću vage, kg;

Konačna temperatura vode i cilindra, izmjerena termometrom, o;

Početna temperatura hladne vode, izmjerena termometrom, o.

Kada se metalni cilindar ohladi, oslobodit će se količina toplote:

gdje:

Specifični toplotni kapacitet metala od kojeg je napravljen cilindar (potrebna vrijednost) ,;

Masa cilindra, koja se može odrediti pomoću vage, kg;

Temperatura tople vode i, shodno tome, početna temperatura cilindra, izmjerena termometrom, o;

Konačna temperatura vode i cilindra, izmjerena termometrom, o.

Komentar.U obje formule oduzimamo nižu temperaturu od više da bismo odredili pozitivnu vrijednost količine toplote.

Kao što je ranije spomenuto, u procesu izmjene topline, količina toplote koju voda prima jednaka je količini toplote koju je metalni cilindar dao:

Stoga je specifični toplotni kapacitet materijala cilindra:

Prikladno je rezultate dobivene u bilo kojem laboratorijskom radu zabilježiti u tabelu i izvršiti nekoliko mjerenja i proračuna kako bi se dobili što je moguće precizniji prosječni približni rezultat. U našem slučaju, tablica može izgledati otprilike ovako:

Masa vode u kalorimetru

Početna temperatura vode

Težina cilindra

Početna temperatura cilindra

Krajnja temperatura

Zaključak:izračunata vrijednost specifične topline materijala cilindra.

Danas smo pregledali metodologiju izvođenja laboratorijskih radova za mjerenje specifične topline čvrste supstance. U sljedećoj lekciji razgovarat ćemo o oslobađanju energije izgaranjem goriva.

Bibliografija

  1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizen I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
  2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Drolja, 2010.
  3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Obrazovanje.
  1. Internet portal "5terka.com" ()
  2. Internet portal "k2x2.info" ()
  3. Internet portal "youtube.com" ()

Zadaća

  1. U kojoj je fazi laboratorijskog rada vjerovatno najveća greška u mjerenju?
  2. Koji bi trebali biti materijali i dizajn kalorimetra da bi se dobili najtačniji rezultati mjerenja?
  3. * Predložite svoju metodu za merenje specifične toplote tečnosti.

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA RUSKE FEDERACIJE

SIBIRSKO DRŽAVNO SVEUČILIŠTE AEROSPACE

nazvan po akademiku M.F. Reshetneva

Zavod za tehničku fiziku

Laboratorijski rad br. 8

ČETVEROZONSKA METODA MJERENJA OTPORNOSTI POLUVODNIKA

Metodičke upute za laboratorijski rad na kursu "Elektronika čvrstog stanja"

Sastavio: Parshin A.S.

Krasnojarsk 2003

Laboratorijski rad br. 8. Metoda sa četiri sonde za mjerenje otpora poluvodiča1

Teorija metoda . 1

Eksperimentalno postavljanje . 3

Radni nalog .. 5

Zahtjevi za formatiranje izvještaja . 7

Kontrolna pitanja .. 7

Književnost . 7

Laboratorijski rad br. 8. Četiri sonde metoda mjerenja otpora poluvodiča

Cilj: proučavanje zavisnosti temperature od temperature električni otpor poluvodiča metodom četiri sonde, određivanje razmaka za pojaseve poluprovodnika.

Teorija metoda

Četiri sonde metoda za mjerenje otpora poluvodiča je najčešća. Prednost ove metode je u tome što njena primjena ne zahtijeva stvaranje omskih kontakata na uzorku, već je moguće izmjeriti otpornost uzoraka najrazličitijih oblika i veličina. Uvjet za njegovu primjenu sa stajališta oblika uzorka je prisustvo ravne površine čija linearne dimenzije premašuju linearne dimenzije sistema sondi.

Strujni krug za mjerenje otpora metodom četiri sonde prikazan je na sl. 1. Na ravnoj površini uzorka, četiri metalne sonde s malom površinom dodira postavljene su duž ravne linije. Udaljenost između sondi s 1 , s 2 i s 3 ... Kroz vanjske sonde 1 i 4 propuštaju električnu struju I 14 , na unutrašnjim sondama 2 i 3 izmjerite potencijalnu razliku U 23 ... Izmjerenim vrijednostima I 14 i U 23 otpornost poluprovodnika se može odrediti.

Da bismo pronašli izračunatu formulu otpornosti, prvo razmotrimo problem raspodjele potencijala oko pojedine točkaste sonde (slika 2). Da bi se riješio ovaj problem, potrebno je napisati Laplaceovu jednadžbu u sferni koordinatni sistem, budući da raspodjela potencijala ima sfernu simetriju:

.(1)

Rješenje jednadžbe (1) pod uvjetom da potencijal pri r \u003d 0 pozitivan, teži nuli, vrlo velik r ima sljedeći oblik

Konstanta integracije OD može se izračunati iz stanja za jakost električnog polja E na određenoj udaljenosti od sonde r \u003d r 0 :

.

Budući da je gustina struje koja teče kroz hemisferu radijusa r 0 , j \u003dJa/(r 0 2), i u skladu sa Ohmovim zakonom j \u003dE/ρ onda E(r 0)=I ρ / (2π r 0 2).

Na ovaj način

Ako je radijus kontakta r 1 , onda potencijal njegovog vrha

Očito je da potencijal na uzorku na mjestu kontakta sa sondom ima istu vrijednost. Prema formuli (3), proizlazi da se glavni pad napona događa u području bliskog kontakta i, prema tome, vrijednost struje koja prolazi kroz uzorak određuje se otporom područja bliskog kontakta. Što je manji radijus sonde, manji je opseg ovog područja.

Električni potencijal u bilo kojoj tački uzorka može se naći kao algebarski zbroj potencijala stvorenih u toj tački strujom svake sonde. Za struju koja teče u uzorak potencijal je pozitivan, a za struju koja izlazi iz uzorka negativan. Za sistem sondi prikazan na sl. 1, potencijali mjernih sondi 2 i 3

;

.

Potencijalna razlika između mjernih kontakata 2 i 3

Otuda i otpornost uzorka

.(5)

Ako su razmaci između sondi jednaki, tj. s 1 \u003d s 2 \u003d s 3 \u003d s onda

Dakle, za mjerenje specifičnog električni otpor metodom četiri sonde dovoljno je izmjeriti udaljenost između sondi s , pad napona U 23 na mjernim sondama i struja koja prolazi kroz uzorak I 14 .

Eksperimentalno postavljanje

Mjerna jedinica izvedena je na osnovu univerzalnog laboratorijskog postolja. U ovom laboratorijskom radu koriste se sljedeći instrumenti i oprema:

1. Toplinska komora s uzorkom i mjernom glavom;

2. DC izvor TES-41;

3. Izvor stalnog napona B5-47;

4. Univerzalni digitalni voltmetri V7-21A;

5. Spajanje žica.

Blok dijagram eksperimentalnog postavljanja prikazan je na sl. 3

Uzorak se postavlja na merni stupanj toplotne komore. Merna glava pritisnuta je opružnim mehanizmom manipulatora na ravnu poliranu površinu uzorka. Unutar mjerne etape nalazi se grijač koji se napaja iz stabiliziranog istosmjernog izvora napajanja TES-41, koji radi u trenutnom režimu stabilizacije. Temperatura uzorka kontrolira se termoelementom ili termootpornost... Da biste ubrzali postupak mjerenja, možete koristiti graduirane krivulje predstavljene u dodatku, koje vam omogućavaju da odredite temperaturu uzorka iz struje grijača. Struja grijača mjeri se ampermetrom ugrađenim u izvor struje.

Struja kontakta 1 i 4 stvoren pomoću podesivog stabiliziranog izvora istosmjerne struje B7-47 i kojim upravlja univerzalni digitalni uređaj V7-21A, uključen u režimu ampermetra. Napon između mjernih sondi 2 i 3 bilježi se visokootpornim digitalnim voltmetrom V7-21A. Mjerenja se moraju provoditi na najmanjoj struji kroz uzorak, što se određuje mogućnošću mjerenja niskih napona. Pri jakim strujama moguće je zagrijavanje uzorka, narušavajući rezultate mjerenja. Smanjenje radne struje istovremeno smanjuje modulaciju provodljivosti uzorka uzrokovanu ubrizgavanjem nosača naboja tokom protoka struje.

Glavni problem pri mjerenju električni otpor sonde su problem kontakata. Za uzorke s visokim vakuumom ponekad je potrebno električno oblikovati kontakte kako bi se postigla mala otpornost na kontakt. Formiranje kontakata mjerne sonde vrši se kratkotrajnim napajanjem stalnog napona mjerne sonde od nekoliko desetaka ili čak stotina volti.

Radni nalog

1. Pročitajte opis uređaja potrebnih za izvođenje posla. Sastavite dijagram mjerne instalacije prema slici. 3. Kada spajate univerzalne voltmetre V7-21A, obratite pažnju da jedan treba raditi u načinu mjerenja napona, a drugi pri mjerenju struje. Na dijagramu su označene ikonama " U " i " Ja " respektivno. Provjerite ispravno podešavanje prekidača načina rada na ovim uređajima.

2. Nakon što je učitelj ili inženjer provjerio ispravnost montaže mjerne instalacije, uključite voltmetre i izvor napona B7-47.

3. Podesite napon izvora B7-47 na 5V. Ako se napon i struja na uzorku vremenom mijenjaju, tada uz pomoć nastavnika ili inženjera električno oblikujte kontakte mjerne sonde.

4. Izvršite mjerenja pada napona U + 23 i U - 23 sa različitim smjerovima struje I 14 ... Dobijene vrijednosti napona su prosječne za oo, kako bi se isključio uzdužni termo-EMF koji nastaje na uzorku zbog gradijenta temperature. U tablicu 1 unesite eksperimentalne podatke i proračune vrijednosti napona.

Obrazac tabele 1

Učitavam, A

T,K

I 14, mA

U + 23 , IN

U – 23 , IN

5. Ponovite mjerenja na drugoj temperaturi uzorka. Da biste to učinili, potrebno je postaviti struju grijača komore za grijanje Ja opterećenje,\u003d 0,5 A, pričekajte 5–10 minuta da se temperatura uzorka stabilizira i zabilježite očitanja instrumenata u Tablici 1. Odredite temperaturu uzorka prema kalibracijskoj krivulji prikazanoj u dodatku.

6. Na isti način, mjerenja treba vršiti uzastopno za vrijednosti struje grijača 0,9, 1,1, 1,2, 1,5, 1,8 A. Rezultate svih mjerenja unesite u Tabelu 1.

7. Obraditi dobijene eksperimentalne rezultate. Da biste to učinili, izračunajte pomoću rezultata prikazanih u Tabeli 1 10 3 / T , specifično električni otpor uzorak na svakoj temperaturi ρ prema formuli (6), električna vodljivost

prirodni logaritam električne provodljivosti ln σ ... Sve rezultate izračuna unesite u Tabelu 2.

Obrazac tabele 2

T, K

, K -1

ρ, ohm m

σ, (Ohmm) -1

ln σ

8. Izgradite grafikon zavisnosti. Analizirajte tok krivulja, označite područja nečistoće i vlastite provodljivosti. kratak opis zadatka postavljenog u radu;

· dijagram mjerne instalacije;

· rezultati mjerenja i proračuna;

· graf zavisnosti;

· analiza dobijenih rezultata;

· zaključci o radu.

Kontrolna pitanja

1. Poluvodiči i nečistoće. Tračna struktura vlastitih i nečistoća poluprovodnika. Praznina trake. Energija aktiviranja nečistoća.

2. Mehanizam električne provodljivosti vlastitih i nečistoća poluprovodnika.

3. Zavisnost električne provodljivosti vlastitih poluprovodnika od temperature.

4. Zavisnost električne provodljivosti nečistoće poluprovodnika o temperaturi.

5. Određivanje zaprečnog pojasa i energije aktiviranja nečistoće iz temperaturne zavisnosti električne provodljivosti.

6. Četiri sonde Metoda mjerenja električni otpor poluvodiči: područje primjene, njegove prednosti i nedostaci.

7. Problem raspodjele potencijala električnog polja u blizini sonde.

8. Izvođenje proračunske formule (6).

9. Šema i princip eksperimentalnog postavljanja.

10. Objasnite eksperimentalno dobijeni graf zavisnosti, kako je na osnovu ovog grafa utvrđen zapor u pojasu?

Književnost

1. Pavlov L.P. Metode za merenje parametara poluprovodničkih materijala: Udžbenik za univerzitete. - M.: Više. shk., 1987. - 239 str.

2. Lysov V.F. Radionica o fizici poluprovodnika. -M .: Obrazovanje, 1976.- 207 str.

3. Epifanov G.I., Moma Yu.A. Solid-state elektronika: Uchab. za studente univerziteta. - M.: Više. shk., 1986. - 304 str.

4. Kittel Ch. Uvod u fiziku čvrstog stanja. - M.: Nauka, 1978.- 792 str.

5. Shalimova K.V. Fizika poluvodiča: Udžbenik za univerzitete. - M.: Energija, 1971. - 312 str.

6. Fridrikhov S.A., Movnin S.M. Fizički temelji elektronske tehnologije: Udžbenik za univerzitete. - M.: Više. shk., 1982. - 608 str.