SPRAW 23, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka


Rok 1998/99

Laboratorium z fizyki

Nr. ćw.
23

Temat:Charakterystyka styku między metalem a półprzewodnikiem typu n.

Wydział:Elektronika
Grupa

1.3

PUŁA WALDEMAR

Data wyk.

Ocena

Data zaliczenia

Podpis

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
09.04.99

T

S

1.Zasada pomiarowa.

Gdy zetkniemy metal z półprzewodnikiem ,strumień elektronów z półprzewodnika do metalu będzie przeważał nad strumieniem elektronów z metalu do półprzewodnika ,ponieważ energie wolnych poziomów energetycznych w metalu są niższe niż obsadzonych poziomów w półprzewodniku. Wzrost liczby elektronów w warstwie przystykowej metalu powoduje podnoszenie się poziomu Fermiego, w półprzewodniku przeciwnie poziom Fermiego obniża się do poziomu donorowego. Gdy poziomy Fermiego w metalu i półprzewodniku zrównają się, ustala się równowaga dynamiczna, charakteryzująca się równością prądów elektronowych, przepływających w obu kierunkach przez obszar złącza. Warstwa przystykowa półprzewodnika traci część elektronów i ładuje się dodatnio, natomiast metal uzyskuje nadmiarowy ładunek ujemny. Między metalem i półprzewodnikiem powstaje podwójna warstwa ładunku elektrycznego. Utworzy się kontaktowa różnica potencjałów. W warstwie przystykowej półprzewodnika, niemal całkowicie brak swobodnych elektronów, w związku z czym, opór elektryczny warstwy jest znacznie większy niż pozostałej części półprzewodnika. Warstwę taką nazywamy warstwą zaporową. Przyłożenie zewnętrznego napięcia elektrycznego do złącza, wpływa na rozmiary warstwy zaporowej i wysokość bariery potencjału, a więc opór. Jeśli zewnętrzne pole elektryczne skierowane jest od metalu (+) do półprzewodnika (-) , to elektrony z całej objętości półprzewodnika wciągane są do warstwy przystykowej. Powoduje to zmniejszenie grubości warstwy zaporowej, zmniejszenie bariery potencjału i powiększenie przewodności złącza.

2.Schematy pomiarowe.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

Schemat pomiarowy do tabel od 1 do 3

Schemat pomiarowy do oscylogramu a)

Schemat pomiarowy z mostkiem do oscylogramu b)

3.Ocena dokładności pojedynczych pomiarów.

pomiar prądu miliamperomierzem UM-5B klasa 1,5
pomiar napięcia woltomierzem VC-10T błąd 0,002 na zakresie 2V,
0,02 na zakresie 20V

4.Tabele pomiarowe.

Tabela 1 dla kierunku przewodzenia

U

ΔU

I

ΔI

R

ΔR

ln R

ΔlnR

[ V ]

[V]

[mA]

[mA]

[kΩ]

[kΩ]

dla R w Ω

0,106

0,002

0

0

0

0

0,197

0,002

0

0

0

0

0,298

0,002

0

0

0

0

0,335

0,002

0,01

0,0005

33,5

0,25

10,42

0,01

0,362

0,002

0,022

0,0005

16,455

0,12

9,71

0,01

0,396

0,002

0,06

0,001

6,6

0,05

8,79

0,01

0,408

0,002

0,086

0,0015

4,744

0,05

8,46

0,02

0,441

0,002

0,235

0,0038

1,877

0,03

7,54

0,02

0,491

0,002

1

0,015

0,491

0,02

6,20

0,05

0,531

0,002

4,5

0,075

0,118

0,02

4,77

0,17

0,554

0,002

8,7

0,075

0,064

0,01

4,16

0,16

0,577

0,002

13,6

0,1

0,042

0,01

3,74

0,24

0,589

0,002

16,6

0,1

0,035

0,01

3,56

0,29

0,602

0,002

20,7

0,15

0,029

0,01

3,37

0,35

0,619

0,002

25,4

0,15

0,024

0,01

3,18

0,42

0,627

0,002

29,1

0,15

0,022

0,01

3,09

0,46

0,636

0,002

32,3

0,15

0,02

0,01

3,00

0,5

0,648

0,002

38,0

0,75

0,017

0,02

2,83

1,18

0,66

0,002

45,4

0,75

0,015

0,02

2,71

1,34

0,672

0,002

56,5

1,5

0,012

0,03

2,48

2,5

Tabela 2 złącze spolaryzowane zaporowo

U

ΔU

I

ΔI

R

ΔR

ln R

ΔlnR

[ V ]

[V]

[μA]

[μA]

[kΩ]

[kΩ]

dla R w Ω

5

0,02

0,5

0,001

10

0,05

16,12

0,01

10

0,02

1

0,001

10

0,03

16,12

0,01

15

0,02

1,5

0,001

10

0,02

16,12

0,01

20

0,02

2

0,001

10

0,02

16,12

0,01

25

0,02

2,5

0,001

10

0,01

16,12

0,01

30

0,02

3

0,001

10

0,01

16,12

0,01

Tabela 3 złącze spolaryzowane w kierunku przewodzenia

U

ΔU

I

ΔI

R

ΔR

ln R

ΔlnR

[ V ]

[V]

[mA]

[mA]

[kΩ]

[kΩ]

dla R w Ω

0,668

0,002

54

1,5

12,37

0,03

2,52

0,01

0,693

0,002

94

1,5

7,37

0,02

2

0,01

0,708

0,002

150

7,5

4,72

0,06

1,55

0,02

0,725

0,002

200

7,5

3,63

0,04

1,29

0,02

0,734

0,002

240

7,5

3,06

0,04

1,12

0,02

0,741

0,002

280

7,5

2,65

0,03

0,97

0,02

0,747

0,002

330

7,5

2,26

0,03

0,82

0,02

0,752

0,002

380

7,5

1,98

0,02

0,68

0,02

0,757

0,002

420

7,5

1,8

0,02

0,59

0,02

0,761

0,002

470

7,5

1,62

0,02

0,48

0,02

0,764

0,002

500

7,5

1,53

0,02

0,43

0,02

5.Przykładowe obliczenia wartości złożonej.

6.Rachunek błędów.

błąd bezwzględny pomiaru prądu

błąd bezwzględny rezystancji

błąd bezwzględny ln R

0x01 graphic

0x01 graphic

a) b)

Oscylogramy uzyskane na oscyloskopu

7.Wnioski i uwagi.

Na podstawie uzyskanych charakterystyk złącza w kierunku przewodzenia możemy stwierdzić że są one bardzo zbliżone do teoretycznych. Na podstawie charakterystyk przy złączu spolaryzowanym zaporowo można wywnioskować że rezystancja złącza spolaryzowanego zaporowo jest niezmienna dla badanego przedziału wartości i wynosi dla badanego złącza 10kΩ.

+

-

Zasilacz

R

V

A



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
SPRAW 23, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, fiza, spr, fizyka, Labolat
Fiza 23 Dzikoos`a, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, fiza, spr, fizyka
2LAB, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, sprawka od Mateusza, Fizyka -
WYKRES73, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
C7, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, sprawka od Mateusza, Fizyka - la
Fizzad2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
STOS-EM, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
Fizyka21, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
FizWyks2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
065S~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
FizPrad, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
051C~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
SUCHY73, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
062C~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
C 47, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, sprawka od Mateusza, Fizyka -

więcej podobnych podstron