Министерство образования РФ
Московский энергетический институт
(Технический университет)
филиал в г. Смоленске
Кафедра ТОЭ
Отчет по лабораторной работе № 1 “Электропроводность проводниковых и полупроводниковых материалов”
Группа: ЭМ – 10
Бригада: 4
Студенты: Кармаков Г.
Преподаватель:
Чернышёв В.А.
Смоленск 2011
Цель работы изучение электропроводности металлов и полупроводников. В качестве объектов исследования используется отожжённая медь марки М1, фото- и терморезисторы.
Рабочее задание.
Ознакомиться с установкой
Проверить механический нуль нульиндикаторного моста.
Переключить К1 и К2 в положение «отключено».
Включить питание установки и моста.
Измерить сопротивление медного проводника и терморезистора при комнатной температуре, подключая их попеременно к мосту переключателем К3.
Включить термостат и через каждые 5 градусов измерять величину сопротивления меди и терморезистора. Результаты измерений занести в таблицу 1 и 2 соответственно.
Построить график зависимости сопротивления меди от температуры и объяснить его.
Построить график зависимости удельного сопротивления меди от температуры. Рассчитать
,
где R
– измеренное сопротивление, l
– длина медного проводника, S
– его сечение. Объяснить полученную
зависимость.
Определить для меди значение по формуле
.
Сравнить полученное значение со
справочными данными и объяснить разницу
в значениях.
Используя формулу
рассчитать отношение
для исследуемого медного проводника.
Построить график зависимости сопротивления терморезистора от температуры. Найти пп и сравнить со значением меди.
Построить график зависимости lnпп от обратной температуры 1/T, учитывая, что пп=h/RS, где S – площадь контакта, h – толщина полупроводника, R – его сопротивление. Объяснить полученную зависимость.
Определить, используя формулу
,
глубину залегания примесного уровня.
Построить энергетическую диаграмму терморезистора.
Переключить К2 в положение «включено», а К3 в нейтральное.
Снять зависимость сопротивления фоторезистора от освещённости реостатом R1, меняя ток накала лампы Л1, данные занести в табл. 3.
Построить зависимость lgRф=f(lgI) для сопротивления и объяснить её.
Определить показатель степени х в выражении ф=сIx.
Рис. 1. Схема для измерения электропроводности металлов и полупроводников.
1 – мост постоянного тока
2 – люксметр
Л1 – источник света
Rпп – полупроводниковое сопротивление
Rм – медное сопротивление
R1 – реостат
К1 – выключатель
К2 – выключатель
К3 – переключатель
Технические данные установки.
Медный проводник:
Полупроводник Ge+As:
,
Расчетные формулы
Ход работы.
Табл. 1
Зависимость сопротивления меди от температуры
Температура |
Rм, Ом |
м, Омм x10 |
|
tC |
Т, К |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл. 2