Ćwiczenie 20

Wyznaczanie energii aktywacji przewodnictwa materiałów półprzewodnikowych

I.      Wymagania do ćwiczenia

1.      Pojęcie koncentracji i ruchliwości nośników ładunku.

2.      Prawo Ohma.

3.      Model pasmowy półprzewodników – półprzewodniki samoistne i domieszkowe.

4.      Energia aktywacji

Literatura

1.        D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003, str. 114 – 119.

2.        C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN Warszawa 1974, str. 305 - 320

3.        I.W. Sawieliew, Wykłady z fizyki t.3, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1994, str. 234 - 243.

II.  Metodologia wykonania pomiarów

1.       Napełnić łaźnię wodną wodą, ustalić z prowadzącym ćwiczenia wartość początkowej temperatury wody.

2.       Wstawić do komory powietrznej łaźni wodnej element półprzewodnikowy i termometr. Odczekać do ustalenia się temperatury w komorze.

3.       Połączyć układ pomiarowy według poniższego schematu

3.       Po sprawdzeniu przez prowadzącego ćwiczenia poprawności połączeń obwodu elektrycznego ustawić podaną wartość napięcia zasilającego i włączyć obwód.  Odczytać wartość natężenia prądu płynącego w obwodzie oraz temperaturę, w jakiej dokonano pomiaru.

4.       Włączyć piecyk łaźni wodnej i w trakcie ogrzewania odczytywać wartości natężenia prądu płynącego w obwodzie w funkcji temperatury, w przedziałach temperatury Δt = 5°C.

5.       Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli.

III.      Obliczenia

1.      Otrzymane wyniki pomiarów przedstawić na wykresie . Zależność  ta powinna być liniowa.

2.      Metodą najmniejszych kwadratów wyznaczyć współczynniki prostej (lub dwóch prostych) . Narysować prostą na poprzednim wykresie. Na podstawie nachylenia prostej wyznaczyć wartość energii aktywacji.

3.      Wyznaczyć odchylenia standardowe parametrów prostej.

4.      Na podstawie odchylenia standardowego określić niepewność bezwzględną jako niepewność złożoną. Wyznaczyć również niepewność względną .

2