Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Вопросы к лабораторному коллоквиуму.
Лаб. Раб 35
1. В чем заключается эффект Холла и каков механизм его возникновения?
В 1879 г. Э. Холл обнаружил, что в проводнике с током, помещенном в поперечное к току магнитное поле, возникает дополнительное электрическое поле, направленное перпендикулярно и к току, и к вектору магнитной индукции. Это явление получило название эффекта Холла. При наличии в металлическом образце электрического тока электроны проводимости движутся с некоторой дрейфовой скоростью в направлении, противоположном вектору плотности тока. В магнитном поле с индукцией на движущиеся с этой скоростью электроны действует сила Лоренца, направленная перпендикулярно к векторам и . Поскольку заряд электронов отрицателен, под действием силы Лоренца они отклоняются в сторону. В результате на нижней грани образца накапливается отрицательный электрический заряд, а на противоположной грани возникает избыточный положительный заряд. Это приводит к возникновению поперечного электрического поля , направленного вертикально вниз. Нетрудно убедиться, что если свободными носителями заряда являются дырки, то верхняя грань образца заряжается отрицательно, а нижняя – положительно. Таким образом, направление поля Холла при заданных направлениях магнитного поля и тока зависит от знака носителей заряда.
2. От каких характеристик носителей тока зависит постоянная Холла зависит в собственных полупроводниках?
Постоянная Холла в таких полупроводниках может быть рассчитана по формуле:
где и - концентрации электронов и дырок, и - их подвижности (отношение дрейфовой скорости носителей тока к напряженности электрического поля, вызывающего дрейф).
В собственном полупроводнике концентрации электронов и дырок одинаковы: В этом случае формула приобретает вид:
Если бы подвижности электронов и дырок в собственном полупроводнике были равны друг другу, постоянная Холла обратилась бы в нуль и эффект бы не наблюдался.
3. Вывод расчетной формулы для расчета постоянной Холла R=d tgα/B
Лаб. Раб 36
4. Что понимают под основными и неосновными носителями тока в полупроводниках?
В полупроводниках носителями заряда являются электроны и дырки. Отношение их концентраций определяет тип проводимости полупроводника.
Если значительно преобладают электроны, то такой полупроводник называется полупроводником n-типа. Электроны, в этом случае, называются основными носителями заряда, а дырки — неосновными.
Соответственно, если преобладают дырки, то полупроводник является полупроводником p-типа, дырки — основными носителями, а электроны неосновными.
5. Какие полупроводники называются электронными, какие дырочными?
Электронным полупроводником или полупроводником типа n называется полупроводник, в кристаллической решетке которого помимо основных атомов содержатся примесные пятивалентные атомы, называемые донорами. Электроны в этом случае являются основными носителями заряда, а дырки - неосновными.
Дырочным полупроводником или полупроводником типа p называется полупроводник, в кристаллической решетке которого содержатся примесные трехвалентные атомы, называемые акцепторами.
6. Какой принцип действия полупроводникового диода?
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД - полупроводниковый прибор с двумя электродами, обладающий односторонней проводимостью. К полупроводниковым диодам относят обширную группу приборов с p-n-переходом. Принцип действия полупроводникового диода:
В основе принципа действия полупроводникового диода — свойства электронно-дырочного перехода, в частности, сильная асимметрия вольт-амперной характеристики относительно нуля. Таким образом, различают прямое и обратное включение. В прямом включении диод обладает малым электросопротивлением и хорошо проводит электрический ток. В обратном — при напряжении меньше напряжения пробоя сопротивление очень велико и ток перекрыт.
7. Как изменяется с температурой концентрация носителей тока в полупроводниках?
8. Каков характер зависимости обратного тока от температуры?
9. Вывод расчетной формулы для расчета ширины запрещенной зоны
Лаб. Раб 33
10. Какие полупроводники называются собственными?
Собственный полупроводник — это чистый полупроводник, содержание посторонних примесей в котором не превышает 10−8 … 10−9%. Концентрация дырок в нём всегда равна концентрации свободных электронов.
11. Какие носители электрического заряда создают электрический ток в собственном полупроводнике?
12. Что называется вольт- амперной характеристикой терморезистора?
Терморезистор – полупроводниковый резистор, сопротивление которого изменяется с изменением температуры. Статическая вольт-амперная характеристика терморезистора – зависимость силы протекающего по нему тока I от напряжения U, действующего на терморезисторе при условии стационарного состояния полупроводника с окружающей средой. Для всех терморезисторов характерно существование нелинейного участка на вольт-амперной характеристике.
13. Как объяснить нелинейность вольт – амперной характеристики?
При малом токе в терморезисторе выделяющейся в нем тепловой мощности недостаточно для существенного изменения его температуры, вследствие этого практически не меняется концентрация носителей тока и их подвижность, а следовательно, и сопротивление полупроводника, поэтому выполняется закон Ома. Дальнейшее увеличение силы тока приводит к росту выделяемой в полупроводнике тепловой мощности и повышению его температуры. Вследствие этого сопротивление полупроводника резко уменьшается и зависимость между напряжением и силой тока становится нелинейной.
14. Как определить ширину запрещенной зоны полупроводника, зная зависимость сопротивления полупроводника от температуры?
15. Вывод расчетной формулы для расчета ширины запрещенной зоны