Электричество и магнетизм. Ч.1. Ланкина М.П - 11 стр.

     9. Построить график зависимости lnI от t в проведенных четырех            Между металлами и диэлектриками находится много материалов,
опытах (на одном чертеже).                                              относящихся к полупроводникам, удельное сопротивление которых из-
                                                                        меняется в широком интервале от 10-5 до 108 Ом•м. Электропроводность
       Примечание!                                                      проводника резко возрастает с температурой (у металлов же она при на-
       Если работа правильно проделана, то:                             гревании уменьшается). Полупроводники обладают очень высокой чув-
       1. Экспериментальные точки четырех зависимостей I(t) в преде-    ствительностью к внешним воздействиям: изменению температуры и дав-
лах погрешностей измерений t и I должны лечь на одну кривую. Из (8) и   ления, свету, бомбардировке заряженными частицами, а также к содер-
(15) следует, что эта кривая является экспонентой.                      жанию примесей. Эта особенность полупроводников даёт возможность
       2. Экспериментальные точки зависимостей lnI(t) должны распо-     управлять их свойствами.
лагаться на прямых. Так как величины I0 могут быть различны в разных           Физические процессы, протекающие в полупроводнике, становят-
случаях, то соответствующие прямые, имея одинаковый наклон к оси        ся более наглядными, если их описать с точки зрения энергетических
времени, будут смещены относительно друг друга по оси ординат.          состояний электронов. Каждый электрон обладает некоторой энергией.
                                                                        Однако электроны, входящие в состав атома, не могут обладать любой
                      Контрольные вопросы                               энергией, а находятся лишь в «разрешенных» энергетических состояни-
      1. Какие процессы называются квазистационарными?                  ях. Электрон в атоме может перейти с данного энергетического уровня
      2. Покажите расчетом, что действительно в лабораторных усло-      Е1, на котором он находится, на более высокий уровень Е2 только скач-
виях процессы, происходящие с частотой вплоть до 106 с-1 , можно счи-   ком, если ему сообщить энергию равную Е2-Е1. Обратный переход со-
тать квазистационарными.                                                провождается потерей энергии электроном.
      3. Является ли процесс зарядки конденсатора квазистационарным?           В твёрдом теле энергетическое состояние электронов определяет-
Почему?                                                                 ся не только их взаимодействием с ядром своего атома, но и электриче-
      4. Рационально ли в этой работе использовать микроамперметр       ским полем кристаллической решетки, т. е. взаимодействием с другими
электромагнитной системы?                                               атомами. В результате такого взаимодействия энергетические уровни
                                                                        электронов расщепляются. Вместо каждого уровня изолированного ато-
                            Литература                                  ма в твёрдом теле, содержащем N взаимодействующих атомов, возника-
                                                                        ет N близко расположенных друг от друга энергетических уровней, ко-
     1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1985. § 74.
                                                                        торые образуют зоны разрешенных энергий, разделённые запрещенны-
                                                                        ми зонами. Это изображено на схеме (рис. 1).
                                                                               Наиболее важными для полупроводников является валентная зона,
                    Лабораторная работа № 3
                                                                        образованная уровнями энергии валентных электронов невозбуждённых
  Изучение основных параметров полупроводниковых диодов                 атомов, и ближайшая к ней разрешенная зона, называющаяся зоной про-
                                                                        водимости. Между ними лежит запрещенная зона шириной ∆Ез. Для пе-
      Цель работы: снять вольтамперные характеристики селенового,       рехода электрона из валентной зоны в зону проводимости ему необхо-
кремниевого, германиевого выпрямителей в прямом и обратном направ-      димо сообщить энергию, превышающую ширину запрещенной зоны ∆Ез.
лениях, построить вольтамперные характеристики, вычислить коэффи-       От величины ∆Ез зависят многие свойства вещества, например, его элек-
циент выпрямления, сопротивление выпрямителя, построить график          тропроводность. У полупроводников ширина запрещенной зоны мала
зависимости сопротивления в прямом и обратном направлениях от тока.     (∆Ез < 3 эв).
      Принадлежности: германиевый и кремниевый диоды, селеновый
столбик в сборе на лабораторной панели, выпрямитель, миллиамперметр
и микроамперметр постоянного тока, вольтметр на постоянное напря-
жение, источник питания постоянного тока.

                                 21                                                                      22