 |
Экспериментальная часть
|
|
|
|
Для проведения эксперимента используется электромагнит, между полюсами которого помещен полупроводниковый образец p - типа. Измерения производятся на стенде (рис.2), с помощью которого можно изменять и измерять величину и направление тока через образец, а также величину и направление тока электромагнита, создающего поперечное магнитное поле в образце. Продольное напряжение U на образце и поперечное холловское напряжение U х определяются по вольтметрам на стенде.
Рис 2. Передняя панель установки
Выполнение работы
1. Определение проводимости полупроводника
Измерения продольного напряжения U проведите при нескольких значениях тока в пределах от 0 до ~ 3 мА. При каждом значении тока определите U + и U - для обоих направлений тока. Изменение направления тока в образце производится вращением ручки ²регулирование тока в образце² по часовой стрелке и против часовой стрелки. В качестве результата примите среднее значение 
модулей напряжений.
Постройте график зависимости I (U). По графику этой зависимости найдите угловой коэффициент g и с помощью (2) рассчитайте проводимость s полупроводника.
Размеры образца: b = d = (5 ± 0,1) мм, l = (17 ± 0,1) мм.
2. Определение постоянной Холла, концентрации и подвижности носителей
При фиксированном токе через образец величиной I ~ 2,5 мА снимите зависимость U x(B) величины холловского напряжения от индукции магнитного поля, изменяя величину I м тока через электромагнит.
Значение индукции В магнитного поля, создаваемого электромагнитом,определяется по формуле
В = 0,41× I м,
где величина тока I м через электромагнит подставляется в амперах (А), а величина индукции поля получается в теслах (Тл).
|
|
|
В реальном образце даже при отсутствии внешнего магнитного поля поперечная разность потенциалов обычно отлична от нуля. Это связано с не совсем симметричным расположением контактов а и а¢ (см. рис.1,б), служащих для измерения холловского напряжения. Для исключения этой ²паразитной² разности потенциалов следует измерить напряжения Ux + и Ux - при двух разных направлениях одного и того же тока I м через электромагнит и в качестве холловского напряжения взять
.
Изменение направления тока в электромагните производится вращением ручки ²регулирование тока в электромагните² по часовой стрелке и против часовой стрелки.
По угловому коэффициенту графика зависимости U x(B) с помощью (3) найдите постоянную Холла R.
Используя (4), определите концентрацию р дырок в полупроводнике.
Используя найденную в пункте 1 проводимость s, найдите подвижность дырок mр в полупроводнике.
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Астрель, АСТ. 2003 – кн.2, § 11.3
2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Электричество. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - §§ 98, 100
|
|
|
