Báo cáo thực hành vật lý chất rắn - Bài 3 Khảo sát đường đặc trưng vôn - Ampe của Diot bán dẫn

I.Tóm tắt nội dung:Mô tả vắn tắt các nội dung thí nghiệm:-Thay đổi con chạy của biến trở, để thay đổi điện áp đặt vào điốt, đo I chạy qua và hiệu điện thế 2 đầu điốt.-Thay đổi nhiệt độ của điốt (đun nóng ), tiến hành làm thí nghiệm tương tự ta vẽ được đồ thị V-A tại các nhiệt độ khác nhau, cho biết được sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điốt.(Tiến hành với 2 cách mắc điốt: để đo dòng thuần và đo dòng ngược.)...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo thực hành vật lý chất rắn - Bài 3 Khảo sát đường đặc trưng vôn - Ampe của Diot bán dẫn BÁO CÁO THỰC HÀNH VẬT LÝ CHẤT RẮN Bài 3. KHẢO SÁT ĐƯỜNG ĐẶC TRƯNG VÔN-AMPE CỦA DIOT BÁN DẪNNhóm: 2Những người cùng nhóm: Trịnh Thị Lan Hoa Lớp: TN 58 – Vật lý Nguyễn Chí Hiến Nguyễn Thư SinhNgày thực hành: 14 tháng 10 năm 2011I. Tóm tắt nội dung: Mô tả vắn tắt các nội dung thí nghiệm: - Thay đổi con chạy của biến trở, để thay đổi điện áp đặt vào điốt, đo I chạy qua và hiệu điệnthế 2 đầu điốt. - Thay đổi nhiệt độ của điốt (đun nóng ), tiến hành làm thí nghi ệm tương tự ta v ẽ đ ược đ ồ th ịV-A tại các nhiệt độ khác nhau, cho biết được sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điốt. (Tiến hành với 2 cách mắc điốt: để đo dòng thuần và đo dòng ngược.)II. Kết quả: 1. Mô tả sơ lược về điều kiện thực hiện các phép đo: Dòng điện chạy qua điot có giá trị nhỏ hơn 200 (mA) Điôt được đặt trong một bình nước để điều chỉnh nhiệt độ. 2. Trình bày kết quả thu được qua phép đo (dạng bảng biểu, đồ thị,…) Bài thực hành này ta chỉ vẽ đường đặc trưng V-A khi phân cực thuận, không khảo sát trườnghợp phân cực ngượct0C = tp = 290CI(mA) 0,32 1,00 1,60 2,14 2,55 3,04U(V) 0,36 0,44 0,47 0,50 0,52 0,54t0C = 500CI(mA) 2,52 3,02 3,18 3,29 3,64U(V) 0,47 0,48 0,49 0,49 0,50 0 0t C = 57 CI(mA) 1,41 2,51 3,15 3,55 3,83 4,27U(V) 0,40 0,45 0,47 0,48 0,49 0,50 0 0t C = 64 CI(mA) 1,41 2,89 3,49 4,00 4,50 5,07U(V) 0,39 0,45 0,47 0,48 0,49 0,50t0C = 700CI(mA) 2,08 2,87 3,32 3,73 4,50 5,44U(V) 0,41 0,44 0,46 0,47 0,48 0,49t0C = 820CI(mA) 1,96 3,06 3,50 3,96 4,85 5,37U(V) 0,38 0,42 0,43 0,45 0,46 0,47 3. Nêu rõ những biến cố khách quan và chủ quan xảy ra trong quá trình đo làm ảnh hưởng đếnphép đo: a. Biến cố khách quan: b. Biến cố chủ quan:III. Thảo luận kết quả: 1. Giải thích nội dung kết quả đo, biện luận để loại bỏ các kết quả nghi ngờ: So sánh kết quả thực nghiệm với lý thuyết: 2. 3. Giải thích sự khác nhau (nếu có) giữa kết quả thực nghiệm so với lý thuyết hoặc so với kếtquả đo được của người khác:IV. Kết luận: 1. Sử dụng phần mền Origin vẽ các đường đặc trưng V-A tương ứng với các nhiệt độ khácnhau. t1 = 290C t2 = 500C t3 = 570C t4 = 640C t5 = 700C t6 = 820C2. Từ các đặc trưng V-A ta suy ra được các giá trị I0 ứng với mỗi nhiệt độ t1 = 290C: I01 = 0.01351 mA t2 = 500C: I02 = 0.01252 mA t3 = 570C: I03 = 0.01192 mA t4 = 640C: I04 = 0.01180 mA t5 = 700C: I05 = 0.00944 mA t6 = 820C: I06 = 0.00886 mA3. Vẽ đường cong sự phụ thuộc của I0 vào nhiệt độV. Trả lời câu hỏi:1. Định nghĩa bán dẫn tinh khiết, bán dẫn loại n và bán dẫn loại p: Bán dẫn là các chất có vùng hóa trị bị lấp đầy và vùng dẫn hoàn toàn trống, b ề r ộng d ải c ấmvào cỡ Eg≤3(eV). Ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện kém như điện môi, khi tăng nhiệt độ thì đi ện tr ở suấtgiảm mạnh theo hàm e mũ và dẫn điện với 2 loại hạt tải là : electron và lỗ trống.  Bán dẫn tinh khiết: là chất bán dẫn không có lẫn các tạp chất. Các tạp chất có thể làcác nguyên tử hay ion của các nguyên tố lạ, hoặc cũng có thể là những sai hỏng khác nhau trongmạng tinh thể như: các nút trống, các xê dịch do tinh thể biến dạng, các chỗ nứt,…  Bán dẫn loại n: là chất bán dẫn được pha thêm một lượng nhỏ tạp chất mà mỗinguyên tử của nó có thể cung cấp các electron tự do khi được kích thích. Ví dụ: Xét trường hợp tinh thể Si có pha một lượng nhỏ tạp chất của nguyên tố nhóm V: Nguyên tử tạp chất thay chỗ cho nguyên tử Si, góp chung 4 electron v ới 4 nguyên t ử Si ởxung quanh, và còn thừa 1 electron hóa trị liên kết rất y ếu v ới nguyên t ử t ạp ch ất => nhi ệt đ ộ r ấtthấp electron này đã bứt khỏi nguyên tử tạp chất -> electron t ự do. Ở nút m ạng còn l ại m ột iondương. Nguyên tử tạp chất có khả năng cung cấp electron gọi là nguyên t ử đôno. S ự t ạo thànhelectron dẫn từ nguyên tử tạp chất không kèm theo sự tạo thành lỗ trống. T > 0 vẫn xảy ra quá trình dẫn điện riêng => electron là h ạt mang đi ện đa s ố, l ỗ tr ống là h ạtmạng điện thiểu số => gọi là bán dẫn loại n. Trên biểu đồ năng lượng của bán dẫn loại n, trong vùng cấm có mức năng l ượng đôno ở r ấtgần đáy vùng dẫn, cách đáy vùng dẫn một khoảng Ed. Khi hình thành liên kết, electron còn dư nằm ở mức đôno  Bán dẫn loại p: là chất bán dẫn được pha thêm một lượng nhỏ tạp chất mà mỗinguyên tử của nó có thể dễ dàng nhận một electron ở một mối liên kết gần nó trong tinh thể khi cókích thích. Ví dụ: Xét trường hợp tinh thể Si có pha một lượng nhỏ tạp chất của nguyên tố nhóm III: Nguyên tử tạp chất thay thế cho nguyên tử Si trong mạng tinh thể, liên kết vớ 4 nguyên tử Siở xung quanh => còn thiếu 1 electron => nó dễ dàng nhận 1 electron ở m ối liên k ết g ần đó làm xu ấthiện lỗ trống ở mối liên kết này. Nguyên tử tạp chất đã nhận electron, trở thành ion âm => ta g ọi nó là nguyên t ử axepto. Vi ệctạo thành lỗ trống do sự có mặt của nguyên tử tạp chất gây nên không kèm theo sự hình thànhelectron dẫn. T > 0 còn có sự dẫn điện riêng => mật độ l ỗ trống lớn h ơn m ật đ ộ electr ...