ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВА ИЗМЕРЕНИЙ

А. МЕТАЛЛ

1. По данным табл. 1 постройте на масштабной миллиметровой бумаге график зависимости сопротивления металла от температуры по шкале Цельсия R(t). Интервалы величин R (Ом) и t ( С) на осях выберите в соответствии с диапазонами изменения этих величин в проведенных измерениях.

ВНИМАНИЕ. При нанесении экспериментальных точек на график, не соединяйте соседние точки линиями.

2. Предполагается, что зависимость R(t) является линейной (формула (7)), проведите через все экспериментальные данные на графике общую прямую линию – рис. 10.

3. Для определения величины температурного коэффициента сопротивления металлов, выберите на проведенной прямой две точки при некоторых температурах (желательно вне диапазона измерений) – рис.10.

Рис. 10 Рис. 11

По формуле (7):

После исключения неизвестной величины из этой системы уравнений:

для определения температурного коэффициента сопротивления получается расчетная формула:

(29)

4. Вычислив значение α по формуле (29), запишите результат в таблицу 2.

5. Сравните полученное значение α со справочными данными

Б. ПОЛУПРОВОДНИК

1. По данным табл. 1 постройте на масштабной миллиметровой бумаге график зависимости сопротивления полупроводника от температуры по шкале Цельсия R(t). Интервалы величин R(Ом) и t( С) на осях выберите в соответствии с диапазонами изменения этих величин в проведенных измерениях. Соедините нанесенные точки общей плавной кривой.

2. По данным табл. 1 постройте на масштабной миллиметровой бумаге график зависимости логарифма сопротивления полупроводника lnR от обратной абсолютной температуры 1/Т. Интервалы величин lnR и 1/Т ( ) на осях выберите в соответствии с диапазонами изменения этих величин в проведенных измерениях.

ВНИМАНИЕ. При нанесении экспериментальных точек на график, не соединяйте соседние точки линиями.

3. Так как предполагается, что зависимость lnR от 1/Т является примерно линейной (формула (26)), проведите через все экспериментальные данные на графике общую прямую линию – рис.11.

4. Для определения ширины запрещенной зоны полупроводника, выберите на проведенной прямой две точки при некоторых значениях 1/ и 1/ (желательно вне диапазона измерений) – рис.11.

По формуле (26):

После исключения неизвестной величины из этой системы уравнений получим:

Для приближенной оценки ширины запрещенной зоны получается расчетная формула:

(30)

5. Вычислите приближенное значение в электрон-вольтах (эВ) по формуле (30), учитывая, что постоянная Больцмана: k = 1,38⋅ Дж/К = 8,62⋅ эВ/К. Результат вычислений запишите в табл. 2.

Таблица 2

Параметр	Вычислительное значение	Единицы измерения
Температурный коэффициент сопротивления металла α
Примерная величина ширины запрещенной зоны полупроводника		эВ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каков механизм электропроводности металлов? Каковы типичные значения удельного сопротивления металлов, полупроводников и диэлектриков?

2. Как определяется физическая величина, называемая «подвижность носителей заряда»?

3. Объясните, почему удельное сопротивление металлов растет с повышением температуры. Что такое «термический коэффициент сопротивления»?

4. Объясните температурную зависимость удельного сопротивления полупроводников

5. Чем объясняется различие температурных зависимостей сопротивления металла и полупроводника

6. Что такое собственная проводимость полупроводника? Каковы механизмы собственной проводимости? Как удельное сопротивление зависит от температуры?

7. Что такое примесная проводимость полупроводника? Каковы механизмы примесной проводимости? Как удельное сопротивление зависит от температуры?

8. Что такое ширина запрещенной зоны и энергия активации примесного уровня?

9. Что такое полупроводник p–типа и n–типа?

10. Нарисуйте график зависимости удельной проводимости полупроводника с одним типом примеси от температуры (в полулогарифмическом масштабе) и объясните характер этой кривой.

11. Как по опытным данным находят в этой работе температурный коэффициент сопротивления металла? Как находят ширину запрещенной зоны для носителей тока в полупроводнике?