Описание лабораторной установки
Схема установки приведена на рис.5. Внутри нагревателя Н размещены два исследуемых резистора: металлический Rм и полупроводниковый Rп. С помощью ключа К один из исследуемых резисторов подключается к цифровому универсальному измерительному прибору ИП. Температура внутри нагревателя измеряется с помощью термометра.
Рис.5. Схема установки
Порядок выполнения работы
1. Подключить с помощью ключа резистор
к мосту
или цифровому прибору
.
2. Измерить сопротивление при комнатной температуре. Результат записать в таблицу 2.
3. Подключить с помощью ключа резистор
и измерить его сопротивление при комнатной температуре. Результат записать в таблицу 2.
Включить нагреватель в сеть и, поочерёдно подключая с помощью ключа
резисторы
и
, производить измерения через каждые 5° до 80°С. Результаты записать в таблицу 2.
Таблица 2. Результаты измерений и вычислений
№ п./п. | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
… | … | … | … | … | … | … |
Обработка результатов измерений
1. Построить график зависимости сопротивления металлического проводника от температуры .
2. Определить термический коэффициент сопротивления металла по формуле (10).
3. Вычислить значения и
и построить график зависимости логарифма сопротивления полупроводника от обратной температуры.
4. Определить и энергию активации проводимости проводника (формулы (16) и (17)).
Требования к отчёту
Отчёт должен содержать:
1. Перечень измерительных приборов и их характеристики.
2. Схему установки.
3. Расчётные формулы.
4. Результаты измерений в виде таблицы и двух графиков: и
.
5. Расчёт термического коэффициента сопротивления металла и энергии активации полупроводника.
6. Контрольные вопросы
1. В чём различие между металлами, полупроводниками и диэлектриками с точки зрения зонной теории?
2. Почему сопротивление металлов увеличивается, а полупроводников уменьшается при увеличении температуры?
3. Что называется температурным коэффициентом сопротивления?
4. Что такое энергия активации?
5. Как влияет на температурную зависимость сопротивления изменение подвижности в металлах? Полупроводниках?
6. Почему электронный газ, как правило, в металлах «вырожден», а в полупроводниках нет?
7. Почему длина волны электрона в металле меньше, чем в полупроводнике?
Литература
1. Савельев И.В. Курс физики М.:Наука,1998-99 г. В 5 томах .
2. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. –СПб, изд-во”Лань”, 2009.
3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: учебное пособие для студентов втузов.- М. Высш. шк., 2008.-720с.
4. Сорокин В.С., Антипов Б.Л., Лазарева Н.П. Материалы и элементы электронной техники. В 2 томах. Проводники. Полупроводники. Диэлектрики. СПб, изд-во”Academia”, 2006.