WYZNACZANIE PRZERWY ENERGETYCZNEJ GERMANU

Transkrypt

1 Fzyka cała stałeo WYZNACZANIE PRZERWY ENERGETYCZNEJ GERMANU 1. Ops teoretyczy do ćwczea zameszczoy jest a stroe w dzale DYDAKTYKA FIZYKA ĆWICZENIA LABORATORYJNE.. Ops układu pomaroweo Badaa próbka o wymarach około 0 mm 3 została wycęta z mookrystalczeo walca ermau. Mookryształ ermau ma rezystywość = 0,60 m. Po mechaczym wypolerowau obróbce chemczej wykoywao kotakty elektrycze. W tym celu a dłuższym jej boku wtopoo próżowo w temperaturze 600 o C stop Pb+10% I. Powstała w te sposób próbka ermau domeszkowaeo p. W zakrese wysokch temperaturach tesywość termczej eeracj ośków ładuku osąa tak dużą wydajość (jedocześe ośków domeszkowaych z temperaturą e przebywa), że półprzewodk staje sę samostym. Badaa próbka umeszczoa jest wewątrz peca rezystoroweo. Ceke druck przylutowae do kotaktów elektryczych próbk połączoe są z precyzyjym cyfrowym merkem rezystacj. Temperatura próbk merzoa jest za pomocą przecechowaej termopary Cu - kostata podłączoej do woltomerza cyfroweo. Temperaturę peca moża reulować zmeając atężee prądu płyąceo przez taśmę rezystorową peca.

2 Fzyka cała stałeo 3. Przeprowadzee pomarów 1. Zazajomć sę z układem pomarowym. Przełączk ustawć w jedym z trzech położeń umożlwających pomar rezystacj próbk (R1, R3, R13).. Zmerzyć zapsać rezystację półprzewodka w temperaturze pokojowej (początku zajęć) bez włączoeo zaslaa. 3. Włączyć zaslacz reulować prąd płyący przez pec tak, aby uzyskać szybkość orzewaa około 3 o C/m. Optymaly sposób powoleo orzewaa przedstawoy jest w tabel pomarowej. 4. Zmerzyć zapsać rezystację półprzewodka w kolejych temperaturach przy wzrośce, co około 5 stop. 5. Ne przekraczać atężea zaslaa 1,1 A oraz e przekraczać temperatury 10 0 C! 6. Jeżel pozwala a to czas: astawć a zaslaczu zerowy prąd, wyłączyć zaslacz. Zmerzyć zapsać rezystację półprzewodka w kolejych temperaturach (takch jak przy orzewau) przy chłodzeu. 7. Zapsać parametry staowska epewośc pomarowe. Uwaa: Moża wybrać jede z dwóch sposobów zma temperatury próbk: szybko podosć jej temperaturę; wówczas ależy wykoać pomary podczas orzewaa schładzaa oraz oblczyć wartość średą, powol podosć jej temperaturę; wówczas pomar przy schładzau peca jest zbyteczy (e obserwuje sę hsterezy otrzymaych wyków). Te sposób przedstawoy jest w tabel pomarowej. 4. Opracowae wyków pomarów Wykoae wykresu (1) zależośc rezystacj próbk od fukcj temperatury 1. Przelczyć pukty pomarowe: wyzaczając l R, zameając temperaturę a stope Kelwa oraz wyzaczając 1 / T.. Zazaczyć pukty pomarowe zależośc R f 1 T pomarowych e jest koecze. 3. Fukcja R f 1 T l a wykrese. Zazaczae epewośc l otrzymaa z eksperymetu e jest proporcjoala w całym zakrese stosowaych temperatur. Waruek lowośc powyższeo wzoru jest spełoy tylko dla wystarczająco wysokch temperatur. Wybrać 5 7 puktów z zakresu loweo powyższej zależośc poprowadzć przez e prostą y ax b metodą ajmejszych kwadratów Gaussa, dze x 1/ T prostej oraz ch epewośc wyzaczamy z a 1 x 1 1 x y 1 1 x x y, b, y lr y a, atomast parametry x 1 1,

3 Fzyka cała stałeo y a x y b y u a a, x x 1 1 u b 1 b a 4. Przy wyzaczau parametrów prostych zaleca sę wykoae tabel zawerającym kolumy z poszczeólym wartoścam: x, y, x, y, x y oraz ch sumy w celu ukęca błędów przy przetwarzau wartośc zmerzoych. Prostą wraz z wyzaczoym parametram aeś a wykres (1). x. Wyzaczee przerwy eeretyczej wraz z epewoścam E 1 5. Na podstawe parametrów prostej wyzaczoej w poprzedm pukce ze wzoru l R l Ro k T oblczyć szerokość przerwy eeretyczej a k, dze k stała Boltzmaa. 6. Wyzaczyć epewość stadardową szerokośc przerwy ue kua ue 7. Wyzaczyć epewość wzlędą u E. 8. Wyzaczyć epewość rozszerzoą U E u r E E. E. Wyzaczee rezystywośc próbk wraz z epewoścam E 1 9. Na podstawe parametrów prostej wyzaczoej w poprzedm pukce ze wzoru l R l Ro k T b oblczyć rezystację próbk R e, a astępe rezystywość l Ro, dze l dłuość próbk. o b 10. Wyzaczyć epewość stadardową rezystywośc próbk u l e ub 11. Wyzaczyć epewość wzlędą u u r. 1. Wyzaczyć epewość rozszerzoą U u..

4

5 Fzyka cała stałeo Zespół w składze... cele ćwczea: a) wyzaczee przerwy eeretyczej ermau, b) wyzaczee rezystywośc próbk. 3.1 Wartośc teoretycze welkośc wyzaczaych lub określaych wraz z epewoścam: przerwa eeretycza ermau 0,67 MeV... rezystywość mookrystalczeo ermau = 0,60 m Parametry staowska (wartośc epewośc): wymary próbk 0 mm Pomary uwa do ch wykoaa. epewość pomaru atężea prądu..... epewość pomaru rezystacj... epewość pomaru temperatury..... Kartę Pomarów proszę drukować dwustroe

6 Fzyka cała stałeo Natężee prądu I Rezystacja R [...] przy orzewau 0,5 A 15, Temperatura T [ 0 C] Rezystacja R [...] przy chłodzeu 0, 5, 30, 35, 40, 45, 0,7 A 50, 55, 60, 65, 0,9 A 70, 1,1 A Ne przekraczać 1,1 A! Wyłączyć zaslacz! Ne przekraczać 10 C 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 10, 3.4 Data podps osoby prowadzącej stroa drua Karty Pomarów (proszę drukowac dwustroe)