W równaniach przybliżających przyjęto:
;
POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE |
Laboratorium materiałoznawstwa elektrycznego |
|||
|
Ćwiczenie Nr 6 |
|||
Nazwisko i imię: Głowacki Leszek Jęczeń Piotr KędzioraKrzysztof |
Semestr
Trzeci |
Grupa
ED 3.1
|
Rok akademicki
2000/2001 |
|
Temat ćwiczenia Badanie właściwości materiałów i przyrządów półprzewodnikowych. |
Data wykonania.
|
Ocena |
||
1. Pomiar rezystancji półprzewodników.
1.1. Tabela pomiarów
T |
T |
1000/T |
RSi |
RGe |
RGaAs |
σSi |
σGe |
σGaAs |
|
0C |
K |
1/K |
kΩ |
kΩ |
Ω |
1/Ω cm |
1/Ω cm |
1/Ω cm |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2. Wymiary geometryczne próbek.
|
S |
d |
S |
d |
|
cm2 |
cm |
m2 |
m |
Ge |
0,0756 |
1,42 |
0,00000756 |
0,0142 |
Si |
0,07069 |
0,05 |
0,000007069 |
0,0005 |
GaAs |
0,07069 |
0,05 |
0,000007069 |
0,0005 |
1.3. Aproksymacja krzywych ln σ=1000/T.
W równaniach przybliżających przyjęto:
;
1.3.1. Krzem.
Przyjęto równanie:
Równanie stycznej:
gdzie: a=1,604627; b=-10,4032; c=2,868714 a x0=2,45 (punkt wystawienia stycznej).
1.3.2. German.
Przyjęto równanie:
Równanie stycznej:
gdzie: a=1,050837; b=-6,64118; c=3,69475 a x0=2,4 (punkt wystawienia stycznej).
1.3.3. Arsenek Galu.
Przyjęto równanie:
Równanie stycznej:
gdzie: a=-0,32752; b=3,032568; c=-9,36864; d=6,731495 a x0=2,35 (punkt wystawienia stycznej).
1.3.4. Wartości obliczone na podstawie równań stycznych do odpowiednich wykresów ln σ=1000/T.
|
ln σ1 |
ln σ2 |
1000/T1 |
1000/T2 |
ΔE |
ΔE |
|
- |
- |
1/K |
1/K |
J |
eV |
Si |
-15,011 |
-14,880 |
3,25 |
3,19 |
7,015·10-20 |
0,438 |
Ge |
-7,544 |
-7,461 |
3,25 |
3,19 |
4,410·10-20 |
0,275 |
GaAs |
-3,274 |
-3,246 |
3,25 |
3,19 |
1,496·10-20 |
0,093 |
1.4. Przykładowe obliczenia.
1.5. Wnioski.
Otrzymaną charakterystykę materiału półprzewodnikowego aproksymowano funkcją stopnia drugiego lub trzeciego następnie w określonym punkcie otrzymanego wykresu wystawiono styczną, która była podstawą wyznaczenia szerokości pasma zabronionego w danym materiale. Punkt styczności należy obrać na przedziale charakterystyki który jest najbardziej stromy.
2. Obserwacja wpływu temperatury na charakterystykę diod.
2.1. Charakterystyki diod.
2.2. Wnioski.
Jak wynika z załączonych oscylogramów diod dla trzech różnych temperatur, na wzrost temperatury najsilniej reaguje dioda germanowa, której prąd wsteczny wyraźnie wzrasta. Najmniej zależne od temperatury jest złącze zbudowane w oparciu o arsenek galu. Dla wszystkich diod wyraźnie zaznacza się dryft temperaturowy napięcia otwarcia- napięcie to maleje wraz ze wzrostem temperatury (poziome przesunięcie charakterystyki w lewo). Tak silna zależność parametrów diod od temperatury jest związana z generacją termiczną nośników ładunku (energia uzyskana przez elektrony dzięki wzrostowi temperatury pozwala na przechodzenie do pasma przewodzenia przez co zwiększa się ilość nośników ładunku).
1