По данным опыта построить графики функции
lnRo
= lnC+
(6)
Отложив на оси абсцисс 1/T, а на оси ординат ln Ro, получим прямую линию (рис.5), образующую с осью абсцисс угол , тангенс которого равен
tg
ά
=
(7)
Отсюда φk
=
(8)
где k
=
- постоянная Больцмана,
q
lnR0
=
- заряд электрона.
Рис.5
Построив графики на основании формулы (6) находят по формуле (8) два значения контактной разности потенциалов, по которым вычисляют среднее. Следует иметь в виду, что предложенным способом можно лишь дать оценку контактной разности потенциалов, т.к. в формуле (4) постоянная С зависит от температуры. Во избежании пробоя p-n перехода ключ должен быть выключен.
3. Исследование температурной зависимости дифференциального сопротивления диода.
При температуре 50ºС по схеме (рис.3) снять прямую и обратную ветви вольтамперной характеристики диода. Результаты записать в таблицу (аналогичную, что и в упр. 1) и по результатам построить график вольтамперной характеристики на том же чертеже, что и по упражнению 1 I = f (U).
По результатам измерений вычислить дифференциальное сопротивление по формуле:
,
где
- дифференциальное
сопротивление диода при
контактной температуре
R=R50-R;
t=50ºC-tком
R0 – дифференциальное сопротивление при комнатной температуре;
R50 – дифференциальное сопротивление при температуре 50ºC;
tком. – комнатная температура (0С).
Контрольные вопросы
1. Что такое p-n переход и как он образуется?
2.Что такое уровень Ферми?
3.Зарисуйте и объясните энергетическую диаграмму p-n перехода?
4. Запишите и объясните вольтамперную характеристику p-n перехода?
5.Как определяется контактная разность потенциалов p-n перехода?
6. Что такое дифференциальное сопротивление диода и температурный коэффициент сопротивления?
7.Как влияет температура на вольтамперную характеристику диода?
8.Практическое применение p-n переходов?
Литература
1.Физический практикум. Электричество и оптика, под ред. проф. В.И. Иверновой изд. Наука, М-1968г.,стр 206-210
2.Физика твёрдого тела. Б.Н. Бушманов И.Ю. Хромов, Высш. школа М-1971г.,стр 138-235
3.Я.А. Фёдоров, ”Основы физики полупроводниковых приборов ”.Сов. радио М-1962, стр. 138-235
4.Физический энциклопедический словарь,”Сов. энциклопедия” М-1965г., стр120-123
5.Лабораторный практикум по физике, ч.II ред. В. А. Базаку. Изд. Харьковского университета, Харьков 1972г.,стр. 129-131