Мета роботи: визначити ширину зони напівпровідників за температурним ходом провідності.
Прилади і обладнання:
Досліджуваний напівпровідниковий опір (резистор);
Мілівольтметр;
Міст постійного струму;
Автотрансформатор;
Теоретичні відомості
Кристалічні матеріали характеризуються різною величиною питомої провідності. Речовини з провідністю (=(107 - 106) Ом-1 м-1 прийнято називати металами або провідниками. До ізоляторів або діелектриків відносяться речовини з провідністю (=(10-8 – 10-16) Ом-1 м-1. Речовини, які проміжні між провідністю металів і провідністю діелектриків, називають напівпровідниковими.
Для всіх металів з ростом температури опір зростає за лінійним законом.
R(t)=R0(1+(t) (1), де R(t) – опір при температурі t С 0; R0 – опір металу при t=0 С 0; ( - температурний коефіцієнт опору.
Для напівпровідників з ростом температури опір зменшується. Залежність опору напівпровідника від його абсолютної температури:
R(T)= R0 exp(-B/T), (2), де R0 B – деякі величини у заданому інтервалі температур.
Ширина забороненої зони є одним із найважливіших параметрів напівпровідників, який визначає його практичне застосування. Один з методів вивчення ширини забороненої зони (Е полягає у вивченні залежності електропровідності напівпровідника від температури.
Власний напівпровідник – це провідник, який не містить домішок та інших порушень періодичного кола кристалічної решітки.
Провідність металів задається формулою:

( =n e (, де n – концентрація вільних електронів у металі; e – заряд електрона; ( - рухливість електронів.
Хід роботи
Виміряти опір зразка при кімнатній температурі.
Встановити ручку, що регулює вихідну напругу автотрансформатора в положення “1”. Включити в мережу змінного струму автотрансформатор, перемикач “мережа ~220 В” на мості постійного струму поставити у положення “включено”.
При досягненні температури зразка, що відповідає ЕРС 0,4 мВ, знову провести вимірювання опору зразка.
Перевести ручку регулювання напруги автотрансформатора в положення “2” і виміряти опір зразка при температурі, що відповідає значенню ЕРС 0,8 мВ. Те ж зробити при положенні “3”.
Аналогічні вимірювання опору провести до температури, при якій термо ЕРС рівна 7,6 мВ при положенні ручки автотрансформатора “8”.
Вивести ручку регулювання автотрансформатора в положення “0”. Відключити шнур живлення від мережі змінного струму.
За результатами роботи побудувати графік залежності: ln ( =f(1/T).
за формулою (*) визначити (Е.
Таблиця вимірювань та розрахунків
t,mV
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.2

t(,C
20
28
34
40
49
55
61
68
75
77

T,K
293
301
307
313
322
328
334
341
348
350

1/TE-03
3.4
3.3
3.25
3.19
3.1
3.05
2.99
2.93
2.87
2.85

R
689
673
661
632
582
558
530
505
476
458

(
14.5138
14.8588
15.1286
15.8228
17.1821
17.9211
18.8679
19.8020
21.0084
218341

ln(
2.6755
2.6998
2.7166
2.7615
2.8439
2.8860
2.9375
2.9858
3.0449
3.0835


Графік залежності ln ( =f(1/T)