I TD                                                                                                                7.11.2006

Laboratorium z fizyki

Ćw. Nr: 20

Wyznaczanie energii aktywacji przewodnictwa materiałów półprzewodnikowych.

Krzysztof Sołtysik

                                            L 5

1. Wstęp teoretyczny:

Przewodnictwo elektryczne zależy od koncentracji nośników ładunku n i ich ruchliwości zgodnie ze wzorem:

Według statystyki Fermiego – Diraca w półprzewodnikach samoistnych koncentracja nośników prądu elektrycznego jest funkcją temperatury:

gdzie :

- energia aktywacji nośników prądu (szerokość pasma wzbronionego)

k - stała Boltzmana

T - temperatura

Ponieważ ruchliwość bardzo zależy od temperatury, można przyjąć, że:

   Zgodnie z prawem Ohma:

                                               I=E

Natężenie prądu elektrycznego wykazuje taką samą zależność od temperatury jak przewodnictwo elektryczne:

I= I0

Po zlogarytmowaniu tego wyrażenia otrzymujemy :

                             lnI = + lnI0

Czyli liniową zależność ln I  od

2. Wykonanie ćwiczenia:

- Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii aktywacji przewodnika półprzewodnikowego.

- Schemat układu pomiarowego

Gdzie :

              V – woltomierz

              µA – mikro amperomierz

              T – termistor

- Opis wykonania pomiarów:

Badany element został umieszczony w podgrzewanej wannie. Przy ustalonym napięciu zasilania tj. 5 V odczytujemy wartości wskazane przez amperomierz i woltomierz oraz odczytujemy temperaturę wewnątrz wanny z termistorem. Wanne podgrzewamy i powtarzamy czynności odczytywanie wartości prądu oraz temperatury. Natomiast napięcie ma pozostać na stałej wartości 5 V.

- Lista wykorzystanych przyrządów:

Woltomierz

Amperomierz

Zasilacz laboratoryjny

Wanna z termometrem

3. Tabela z wynikami pomiarów :