Файл: Методические указания по лабораторным работам 2015 Корректор Осипова Е. А. Саврук Е. В., Смирнов С. В.pdf

54
где
Н
r
—
Холл
- фактор
, который определяется механизмом рассеяния носителей заряда
, в
диапазоне температур
( 300 400
÷
)
К
рассеяние проис
- ходит на акустических колебаниях кристаллической решетки
, поэтому
1,18.
Н
r
=
По формуле
(9.14) рассчитаем
Н
R
при ср
T
:
3 3
19 20 1,18
м
8 10
Кл
1, 6 10 9, 2 10
Н
R
−
−
= −
= − ⋅
⋅
⋅
⋅
Коэффициент
Пельтье
(
Π ) для полупроводника
n- типа рассчитыва
- ется по формуле
: т ср
Т
Π = α
(9.15)
По формуле
(9.15) рассчитаем
Π при ср
T
:
4 7, 26 10 350 0, 25 B.
−
Π = −
⋅
⋅
= −

9.3 Варианты заданий
Образец полупроводника
, легированный примесью
, имеет удельное сопротивление
ρ и
линейные размеры
a d l
× × и
нагрет с
одной стороны до
1
T
, а
с другой стороны
— до
2
T
Необходимо определить
:
–
среднюю концентрацию носителей
;
–
знак и
разность потенциалов на концах образца
;
–
диффузионную и
дрейфовую составляющие тока
;
–
коэффициент
Холла
;
–
коэффициент
Пельтье
В
табл
. 9.1 приведены варианты заданий и
параметры
, необходимые для выполнения лабораторной работы
№ 2.

55
Таблица
9.1 —
Варианты заданий на лабораторную работу
№ 2
№
ва
- рианта
Полупро
- водник
,
n
μ
(
)
2
см
В с
⋅
,
р
μ
( )
2
см В с
⋅
*
,
n
m
кг
*
,
p
m
кг
Примесь
,
ρ
Ом см
⋅
1
,
T
K
2
,
T
K
,
a
мм
,
d
мм
,
l
мм
1
Si
1500 600 0,92 0,16
P
1 300 350 1
0,5 10 2
Si
1500 600 0,92 0,16
Mn
5 300 400 1
1 10 3
Si
1500 600 0,92 0,16
Bi
10 300 450 0,5 1
10 4
Si
1500 600 0,92 0,16
Cr
1 300 500 1
0,5 10 5
Si
1500 600 0,92 0,16
B
5 300 350 1
1 10 6
Si
1500 600 0,92 0,16
Al
10 300 400 0,5 1
10 7
Si
1500 600 0,92 0,16
In
1 300 450 1
0,5 10 8
Si
1500 600 0,92 0,16
Zn
10 300 500 1
1 10 9
Ge
3900 1900 1,59 0,04
P
1 300 350 0,5 1
10 10
Ge
3900 1900 1,59 0,04
As
5 300 400 1
0,5 10 11
Ge
3900 1900 1,59 0,04
S
10 300 450 1
1 10 12
Ge
3900 1900 1,59 0,04
Se
1 300 500 0,5 1
10 13
Ge
3900 1900 1,59 0,04
B
5 300 350 1
0,5 10 14
Ge
3900 1900 1,59 0,04
Al
10 300 400 1
1 10 55

56
№ ва- рианта
Полупро- водник
,
n
μ
(
)
2
см
В с
⋅
,
р
μ
( )
2
см В с
⋅
*
,
n
m
кг
*
,
p
m
кг
Примесь
,
ρ
Ом см
⋅
1
,
T
K
2
,
T
K
,
a
мм
,
d
мм
,
l
мм
15
Ge
3900 1900 1,59 0,04
Ga
1 300 450 0,5 1
10 16
Ge
3900 1900 1,59 0,04
In
10 300 500 1
0,5 10 17
GaAs
8500 400 0,068 0,12
Si
1 300 350 1
1 10 18
GaAs
8500 400 0,068 0,12
Ge
5 300 400 0,5 1
10 19
GaAs
8500 400 0,068 0,12
S
10 300 450 1
0,5 10 20
GaAs
8500 400 0,068 0,12
Te
1 300 500 1
1 10 21
GaAs
8500 400 0,068 0,12
Be
5 300 350 0,5 1
10 22
GaAs
8500 400 0,068 0,12
Zn
10 300 400 1
0,5 10 23
GaAs
8500 400 0,068 0,12
Mg
1 300 450 1
1 10 24
GaAs
8500 400 0,068 0,12
Fes
10 300 500 0,5 1
10
Окончание табл. 9.1 56

57
10 ТРЕБОВАНИЕ К ОТЧЕТУ
10.1 Оформление отчета
Отчет по лабораторной работе оформляется в электронном виде со- гласно требованиям ОС ТУСУР 01-2013 «Работы студенческие по направ- лениям подготовки и специальностям технического профиля. Общие тре- бования и правила оформления».
10.2 Содержание отчета
1) титульный лист;
2) введение;
3) задание, вариант и параметры, необходимые для выполнения ла- бораторной работы (из табл. 9.1);
4) рассчитанное значение средней концентрации носителей;
5) знак и разность потенциалов на концах образца;
6) рассчитанное значение диффузионной и дрейфовой составляющих тока;
7) рассчитанное значение коэффициента Холла;
8) рассчитанное значение коэффициента Пельтье;
9) выводы по работе;
10) ответы на контрольные вопросы (студент на свое усмотрение вы- бирает пять вопросов из п. 11);
11) список использованных источников.

58
11 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое полупроводник?
2. Изобразите зонную диаграмму полупроводника.
3. Как вычисляется диффузионная плотность тока?
4. Как вычисляется дрейфовая плотность тока?
5. Перечислите основные гальваномагнитные эффекты.
6. В чем заключается эффект Холла?
7. Что такое коэффициент Холла?
8. Перечислите основные термоэлектрические эффекты.
9. В чем заключается эффект Пельтье?
10. Что такое коэффициент Пельтье?
11. Как определяется тип примеси в полупроводнике?
12. Что такое собственный полупроводник?
13. Какова связь между электропроводностью и удельным сопротив- лением?
14. Что такое подвижность носителей заряда?
15. Как подвижность носителей заряда зависит от температуры?
16. Какой механизм рассеяния носителей заряда преобладает в обла- сти высоких температур?
17. Какой механизм рассеяния носителей заряда преобладает в обла- сти низких температур?
18. Что такое дифференциальная термоЭДС?
19. Что такое эффективная плотность состояний?
20. Что такое эффективная масса носителей заряда?
21. Как вычисляется градиент концентрации?

59
12 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1 Смирнов С. В. Физика твердого тела : учеб. пособие / С. В. Смир- нов. — Томск : ТГУ, 2003. — 276 с.
2 Шалимова К. В. Физика полупроводников : учебник для вузов /
К. В. Шалимова. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Энергоатомиздат, 1985. —
392 с.
3 Байков Ю. А. Физика конденсированного состояния : учеб. пособие для вузов / Ю. А. Байков, В. М. Кузнецов. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 294 с.
4 Орешкин П. Т. Физика полупроводников и диэлектриков : учебник для вузов / П. Т. Орешкин. — М. : Высшая школа, 1977. — 448 с.