- •Министерство образования и науки российской федерации
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
- •Физика твёрдого тела, часть 4
- •К лабораторным работам по дисциплине «Физика»
- •Лабораторная работа № 7-9 исследование внутреннего фотоэффекта в полупроводниках
- •2. Постановка задачи
- •2.1 Устройство и основные характеристики фоторезистора
- •2.2. Явление фотопроводимости в полупроводниках
- •3. Описание установки.
- •5. Обработка результатов измерений.
- •5.1. Спектральная характеристика.
- •5.2. Оценка ширины запреЩеНной зоны.
- •1.2. Схемы включения транзистора
- •1.3. Физические процессы, протекающие при работе транзистора в активном режиме
- •1.4. Расчет тока через эмиттерный переход
- •1.4.1. Инжекционный ток (ток в идеальном транзисторе)
- •1.4.1. Рекомбинационный ток
- •1.4.2. Как определить преобладающий механизм тока?
- •1.5. Статические характеристики транзистора
- •2. Схема установки для исследования
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Снятие входных статистических характеристик и характеристик передачи тока
- •3.2. Снятие выходных характеристик
- •4. Обработка результатов измерений
- •5. Требования к отчету
- •6. Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа № 7-11 исследование эффекта холла в полупроводниках
- •1. Постановка задачи
- •1.1. Эффект Холла в полупроводниках.
- •1.2. Применение эффекта холла для исследования полупроводниковых материалов
- •1.3. Преобразователи холла
- •2. Описание установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы и задания
- •Литература
- •625036, Г.Тюмень, ул. Володарского, 38.
- •625039, Г.Тюмень, ул. Киевская, 52
1.4.2. Как определить преобладающий механизм тока?
Нужно снять экспериментально зависимость IЭ=f(Uэб).
Вычислить для всех экспериментальных точекlnIЭ,qUЭБ/kT, и построить график зависимости lnIЭ=f(qUЭБ/kT)Затем определить угловой коэффициент этой линии:
. (20)
Если а =tg= 1 - преобладает инжекционная составляющая, если
а =tg= 1 /2 - рекомбинационная.
1.5. Статические характеристики транзистора
Обычно снимают входные, выходные характеристики и характеристики передачи тока. В схеме с общей базой входной характеристикой называют зависимость эмиттерного тока от напряжения на эмиттерном переходе
Iэ = f(Uэб).
Выходная характеристика – это зависимость коллекторного тока от напряжения на коллекторном переходе IК = f(Uкб).
Характеристика передачи тока – это зависимость коллекторного тока от эмиттерного тока IК = f(Iэ).
2. Схема установки для исследования
Исследование статических характеристик транзистора в схеме с общей базой проводят по схеме приведенной на рис. 3.
Р
VT
Прямое смешение эмиттерного перехода осуществляют, подавая на него постоянное напряжение “плюс” присоединяя к эмиттеру, а “минус” – к базе. Это напряжение , подаваемое с блока питания БП1 регулируется потенциометром R1 . СопротивлениеRограничивает ток.
Для смещения коллекторного перехода в обратном направлении нужно “минус” от коллекторного источника присоединить к коллектору, а “плюс” к базе. Величина коллекторного напряжения регулируется потенциометром R2, подключенный к блоку БП2.
Токи и напряжения в цепях эмиттера и коллектора измеряют миллиамперметрами А1и А2и вольтметрамиV1и V2 . При выборе точек подключения измерительных приборов учтено, что сопротивление эмиттерного перехода (включенного в прямом направлении) сравнительно мало, а коллекторного (включенного в обратном направлении) – велико.
Полностью устранить влияние сопротивления измерительных приборов не удается. Ток I1через амперметрA1является суммой тока эмиттераIэи токаIV1вольтметрV1эмиттерный ток будет равен
. (21)
Поправку Iv1 найдем по закону Ома:
, (22)
где U1 - показания вольтметра,Rv1 - его сопротивление.
Поправку (22) следует учитывать, если она будет составлять более 10от величиныI1.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Снятие входных статистических характеристик и характеристик передачи тока
Необходимо установить постоянное напряжение на коллекторе в диапазоне 512 В. Задавая значения токаI1, измерять напряжениеU1=Uэб,и токI2=IК. Следует получить не менее десяти точек. Результаты измерений занести в таблицу 1.
Таблица 1. Входная характеристика и характеристика передачи тока транзистора при Uкб=…B
№ п/п |
I1, мА |
Uэб, мВ |
Iэ, мА |
IК, мА |
ln Iэ |
qUэб/kT |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2. Снятие выходных характеристик
Необходимо снять две зависимости IК=f(Uкб)при двух постоянных значениях тока эмиттера:Iэ1 иIэ2. Результаты следует занести в таблицу 2.
Таблица 2. Выходные характеристики транзистора
№п/п
|
Uкб, В |
Iэ1= … мА |
Iэ2=… мА |
Iк, мА |
Iк, мА | ||
1 |
|
|
|
|
|
|
|