Построили график логарифмической зависимости сопротивления полупроводника от обратной величины температуры (рис. 4).
Рис. 4. График логарифмической зависимости сопротивления полупроводника от обратной величины температуры
Получили график в виде прямой линии. График понижения температуры (охлаждения) для дальнейших расчетов не учитывали в связи с неточными показаниями, возникшими при ускоренном охлаждении полупроводника. Рассчитали величину температурного коэффициента сопротивления. В таблице 5 рассчитали значения сопротивления полупроводника с использованием выведенной формулы в зависимости от температуры и вычислили абсолютную и относительную погрешности нахождения сопротивления полупроводника от температуры
по выведенным формулам.
|
Таблица 5
|
Абсолютная и относительная погрешности нахождения сопротивления полупроводника от температуры
по выведенным формулам
|
Температура, К
|
299
|
301
|
303
|
305
|
307
|
309
|
311
|
Сопротивление, Ом
|
↑ темп.
|
|
7,0100
|
6,9631
|
6,9169
|
6,8713
|
6,8263
|
6,7819
|
∆ абс.
|
|
-0,0179
|
0,0057
|
0,0037
|
0,0049
|
-0,0009
|
0,0025
|
ϭ отн., %
|
|
-0,2555
|
0,0819
|
0,0539
|
0,0715
|
-0,0129
|
0,0376
|
Температура, К
|
313
|
315
|
317
|
319
|
321
|
323
|
325
|
Сопротивление, Ом
|
↑ темп.
|
6,7380
|
6,6947
|
6,6520
|
6,6098
|
6,5681
|
6,5269
|
6,4862
|
∆ абс.
|
0,0001
|
-0,0014
|
-0,0030
|
-0,0004
|
-0,0014
|
0,0025
|
-0,0016
|
ϭ отн., %
|
0,0016
|
-0,0212
|
-0,0451
|
-0,0063
|
-0,0212
|
0,0388
|
-0,0244
|
Температура, К
|
327
|
329
|
331
|
333
|
335
|
337
|
339
|
Сопротивление, Ом
|
↑ темп.
|
6,4460
|
6,4064
|
6,3671
|
6,3284
|
6,2901
|
6,2523
|
6,2149
|
∆ абс.
|
0,0013
|
0,0038
|
0,0045
|
0,0013
|
0,0014
|
0,0015
|
0,0017
|
ϭ отн., %
|
0,0196
|
0,0596
|
0,0701
|
0,0207
|
0,0228
|
0,0242
|
0,0267
|
Температура, К
|
341
|
343
|
345
|
347
|
349
|
351
|
353
|
Сопротивление, Ом
|
↑ темп.
|
6,1780
|
6,1415
|
6,1054
|
6,0698
|
6,0345
|
5,9997
|
5,9652
|
∆ абс.
|
-0,0001
|
0,0005
|
-0,0029
|
-0,0013
|
-0,0014
|
-0,0057
|
-0,0016
|
ϭ отн., %
|
-0,0011
|
0,0086
|
-0,0470
|
-0,0220
|
-0,0235
|
-0,0949
|
-0,0270
|
Расчеты:
Для определения ширины запрещенной зоны воспользовались формулой:
Выразив ∆E0 получили:
где k - постоянная Больцмана, 1,38*10-23 Дж/К.
Получили ширину запрещенной зоны, равную 0,36 эВ.
Вывод: В ходе изучения температурной зависимости сопротивления полупроводника увидели, что сопротивление полупроводника уменьшается при увеличении температуры, ширина запрещенной зоны равна 0,36 эВ и по своей величине близка к показателю германия. Таким образом, испытуемый полупроводник изготовлен из германия.
Вывод: В ходе лабораторной работы изучили температурную зависимость сопротивления металла и полупроводника и выяснили,
что при увеличении температуры сопротивление металла увеличивается, а сопротивление полупроводника уменьшается.
Литература
1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1985.
2. Неменов Л.Л., Соминский М.С. Основы физики полупроводников. Л.: Наука, 1974.
3. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. М.: Высшая школа, 1977.
|