Порядок виконання роботи.
1. Ознайомлюємось зі схемою установки.
2. Під'єднаємо прилади та зразки до плати комутації.
3. Вмикаємо перемикач.
4. Резисторами R1 та R2 встановлюємо через мікроамперметр струм 100 мкА. Вимірюємо температуру (°С) і напругу на першому зразку (В). Переводимо перемикач П2 у друге положення і повторюємо виміри. Дані заносимо до таблиці.
5. Повзунковим резистором R5 встановлюємо струм нагрівної обмотки 0,65 А. (Рекомендується встановлювати в інтервалі температур 20-30°С струм 0,65 А; 30-40°С - 0,7 А; 40-50°С - 0,8 А; 50-60°С - 0,85 А; 60-70°С - 0,9 А; 70-80°С – 0,95 А). При досягненні температури 30°С (40, 50, 60, 70, 80) повторити виміри і дані занести в таблицю.
Рис.6.
Виділяємо стовпчик температури (В) і стовпчик напруг (наприклад, D ) (рис.7).
Рис.7.
Набираємо: Вставка
→ диаграмма
→ точечная
(рис.8)
Рис.8.
Далі → Работа с диаграммами → макет → легенда (нет) → названия осей → название основной горизонтальной оси → название под осью (рис.9).
Рис.9.
Набираємо: “Температура, оС” та клікаємо на виділеній області название оси.
Вибираємо: оси → основная горизонтальная ось → дополнительные параметры основной горизонтальной оси. Встановлюємо (рис.10.)
Рис.10.
Так само робимо з вертикальною віссю: название вертикальной оси → повернутое название.
Набираємо: “Напруга, мВ” та клікаємо на виділеній області название оси (Рис.11).
Рис.11.
6. Клікнемо на довільній точці графіка. Натикаємо праву клавішу миші. У вікні вибираємо: Добавить линию тренда → тип (линейная) → параметры (вибираємо: показывать уравнение на диаграмме; поместить на диаграмму величину достоверности аппроксимации R^2) (рис.12).
Рис.12.
7. Набираємо рівняння лінії тренду в комірці G2 і тягнемо до G9 (Рис.13).
Рис.13.
8. Переводимо температуру з градусів Цельсія в градуси Кельвіна і записуємо в інтервалі С2:С9 (Рис.14).
Рис.14.
9. Розраховуємо ширину забороненої зони (в eB) досліджуваного зразка (Рис.15) за формулою :
Рис.15.
10. Повторюємо п.п.2-9 для германієвого діода. Будуємо графікі залежності напруги на діодах від температури. Результати показані на рис.16.
Рис.16.
11. Проводимо аналіз результатів, порівнюємо їх з теоретичними даними і робимо висновки.
Якщо
залежність
падіння
напруги на діоді
від температури лінійна, то можна
визначити компоненти формули
через
рівняння
,
де х
– температура в градусах Цельсія
Тоді:
і
,
де Т
– температура у К.
;
Запишемо
рівняння для U1
і
U2
:
;
;
Визначимо
температуру у К
:
;
;
Підставимо ці вирази у формулу для ΔΕ:
;
Після перетворень і скорочень одержимо остаточне рівняння:
;
;
;
;
;
Якщо падіння напруги визначено у мВ, а ширину забороненої зони хочемо знати у еВ, то останній вираз треба поділити на тисячу:
ΔE=(a0 ‒ a1·T0)/1000 ;
Для нашого випадку:
ΔESi=(521,97+2,4246·273)/1000=1,184 еВ ;
ΔEGe=(202,24+1,6713·273)/1000=0,659 еВ ;