Методическое пособие к лабораторным работам №5 9 для студентов II курса

4. Порядок проведения работы

4.1. Получить у преподавателя кассету с исследуемым полупроводником. Записать в отчет геометрические размеры материала. Установить кассету с образцом в термокамеру прибора до упора. При этом шторка должна опуститься.

Образцы:
Первый канал: Полупроводник р-типа– поперечное сечение S = 5 мм²,
длина l = 10 мм
Второй канал: Терморезистор ( в работе не используется)

4.2. Включите кнопку “Сеть” 7 (Рис. 24), при этом загорится индикатор шкалы 1, индикатор результата измерения 3, индикатор выбора температуры 5, индикатор выбора канала 10. Внимание! Кнопками выбора температуры 4 отключить нагрев образца (индикатор 5 должен показать «OFF»). При первом нажатии кнопки на индикаторе 5 высветится установленное значение температуры. При повторном нажатии кнопки произойдет коррекция устанавливаемой температуры. Через 2 секунды после завершения установки индикатор 5 перейдет в режим отображения текущей температуры. Для отключения терморегулятора необходимо установить температуру менее 30`С. При этом на экране высветится сообщение «OFF».

4.3. Кнопкой 9 установите требуемый канал для измерения. Контроль выбора канала осуществляется с помощью индикатора 10. Сопротивление первого материала отображается по каналу 1. Сопротивление второго материала отображается по каналу 2.
4.4. Кнопками 2 установите требуемый диапазон сопротивления. При этом индикатор 1 укажет на выбранную шкалу (шкала 0-10 – линейный режим работы, а шкалы 1-3 и 3-10 – обратно пропорциональный режим работы).

Примечания:

При работе прибора на индикаторе 1 могут отображаться следующие сообщения:
L – измеряемое сопротивление ниже выбранного поддиапазона;
H - измеряемое сопротивление выше выбранного поддиапазона.

4.5. Снять зависимость R от температуры. Для этого снять значение R при начальной температуре. Далее, с помощью кнопок 4 установите требуемое значение температуры термокамеры. При первом нажатии кнопки на индикаторе 5 высветится установленное значение температуры. При повторном нажатии кнопки произойдет коррекция устанавливаемой температуры. Через 2 секунды после завершения установки индикатор 5 перейдет в режим отображения текущей температуры. Индикатор 6 должен загореться, указывая, что происходит нагрев термокамеры.

Измерения R_T производить по следующему температурному ряду: начальная, 40, 60, 80 ^оC. Рекомендуется соблюдать интервал между измерениями 10 мин. для стабилизации показаний прибора при нагреве образца. Если временной интервал не будет соблюдаться, расчет параметров материала окажется неверным. Результаты измерений занести в табл. 9.
4.7. По полученным результатам определить тип материала. Для этого построить зависимость ln(γ) – 1/T (К) и рассчитать величину ширины запрещенной зоны (см. рис. 22) на высокотемпературном участке, взяв только две последние точки (60 – 80 ⁰С). При расчете использовать выражение (14), в котором предполагать температурную зависимость только концентрации носителей заряда (см. выражение 15). Необходимо получить выражение (14) в координатах полученного экспериментального графика. По таблице 8 найти материал, величина ширины запрещенной зоны которого лежит наиболее близко к расчетному значению. Данные занести в таблицу 10.

Таблица 9

Т, ^0С	R,Ом

4.8. Оценить собственную концентрацию носителей заряда. Для этого используя зависимость ln(γ) – 1/T (К) определить минимум удельной проводимости γ_min. По рис. 23 оценить концентрацию легирующей примеси. Рассчитать собственную концентрацию носителей заряда, используя выражение (14). Данные для подвижностей взять из таблицы 8. Результаты занести в таблицу 10.

Таблица 10

ΔЕg, эВ	Материал	Минимальная удельная проводимость, γmin, 1/(Ом∙м)	Концентрация легирующей примеси NA, м^-3	Собственная концентрация носителей заряда, ni, м^-3

Обработку результатов выполнять в пакете MS Excel или Origin. Снятые с прибора данные занести в таблицы и рассчитать дополнительные параметры. График температурной зависимости интерполировать B-Spline функцией. Высокотемпературный участок аппроксимировать линейной зависимостью. Вставить график в отчет, заполнить таблицы данных. Сохранить файл обработки (файл пакета ORIGIN (OPJ) или MS Excel) и отчет с именем: <фамилия И.О.>_9. Рабочая папка: D:/МиЭЭТ/<Номер группы>.

Содержание отчета:

1. Расчетные формулы и таблицы измерений.

2. 
   График зависимости ln(γ) – 1/T (К)
   

3. Вывод.