Экспериментальная часть
В настоящей работе измерение времени жизни носителей заряда производится методом модуляции проводимости точечного контакта.
Установка измерения времени жизни неравновесных носителей заряда методом модуляции проводимости точечного p+n перехода и исследуемые образцы
Блок-схема макета установки представлена на рис.10.
Рис.10. Блок-схема макета установки
Объектом измерений служат кремниевый диод и германиевый «точечные» диоды, последовательно с одним из которых включается резистор, сопротивление которого составляет около 390 Ом. Эта сборка размещена в специальном боксе и подключена к коаксиальным разъемам на его лицевой панели. Парные импульсы с выхода генератора подаются через резистор на диод, включенный в прямом направлении. Резистор служит для обеспечения режима генератора тока. Импульсы напряжения на диоде наблюдаются на экране осциллографа. Выход синхроимпульса генератора подключен к входу внешней синхронизации осциллографа.
Подготовка к работе
Включите генератор парных импульсов и осциллограф и дайте им прогреться в течение 10 мин.
Подключите выход генератора к входу осциллографа.
Установите следующие параметры выходного импульса с помощью органов управления генератора:
период повторения импульсов – около 300 мкс;
длительность импульсов –5 - 10 мкс;
время задержки второго импульса относительно первого – около 10 – 20 мкс;
амплитуда импульсов – 15 – 20 В.
Добейтесь появления на экране осциллографа устойчивой осциллограммы двух импульсов напряжения (рис.11 а). Убедитесь в том, что параметры импульсов с выхода генератора: период повторения парных импульсов, их длительность, амплитуда и время задержки второго импульса относительно первого могут быть регулируемы.
Отключите вход осциллографа от выхода генератора и соедините блоки макета измерительной установки в соответствии с блок-схемой.
Порядок выполнения работы
Получите на экране осциллографа два импульса напряжения на одном из диодов (рис.11 б). При необходимости измените настройки выходных импульсов генератора.
Измерьте амплитуду U0воздействующего (первым) импульса и запишите ее в протокол измерений (таблица 1).
Изменяя время задержки между импульсами t, измеряйте разность амплитуду тестирующего (второго) импульса напряженияU1(рис.11 б) для пяти – десять интервалов времениtмежду окончанием первого импульса и началом второго импульса. Результаты измерений запишите в протокол измерений (таблица 1).
Подключите второй диод и произведите те же действия.
Таблица 1
|
U0, В |
№пп |
t, мкс |
U1, В |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
| |
|
|
|
|
Расчеты и построение графиков могут быть произведены в Exel (запускающий ярлык: рабочий стол\ «Лабораторные работы\ «ФТТ и ПП»\ ярлык «Время жизни»).
После загрузки файла «Время жизни».xls на экране видеомонитора появляется таблица, представленная на рис.11.
В соответствующие ячейки этой таблицы введите номера группы и бригады и дату проведения работы. В ячейку B6 введите значение амплитуды напряжения первого импульса U1. В ячейки B8 – B17 введите значения интервалов времени t, а в ячейки C8 – C17 - соответствующие им значения амплитуд второго импульса напряжения U2.
Р
Компьютер рассчитывает U – ячейках D8 – D17, ln(U) – в ячейках E8 – E17 и F8 – F17 и строит график ln(U) = f(t). График аппроксимируется линейной функцией y=Ax+B, где x=t, y=ln(U). Эта функция и квадрат коэффициента регрессии отображаются в поле графика. Если значение R2 менее 0.95, то следует удалить из ячеек F8 – F17 значения U, соответствующие точкам графика, которые плохо ложатся на прямую y=Ax+B. Величина, обратная этому коэффициенту A - искомое время жизни. Введите значение A в ячейку G8. В ячейке H8 будет вычислено значение времени жизни .
По завершении обработки результатов измерения первого диода отпечатайте полученную таблицу с графиком. Затем удалите данные из ячейки B6 и ячеек B8 – B17 и C8 – C17 и произведите необходимые расчеты и построение графика для второго диода.
Рис.12. Вид экрана видеомонитора после загрузки файла «Время жизни».xls