Л.В. Бочкарева, А.С. Рудый, А.Б. Чурилов
Физика полупроводников
и полупроводниковых приборов
Методические указания
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по специальности
Микроэлектроника и полупроводниковые приборы
Ярославль 2007
УДК 539.2
ББК В 379.2я73
Б 72
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. <...> П.Г. Демидова
Бочкарева, Л.В. Физика полупроводников и полупроводниковых приборов: метод. указания / Л.В. Бочкарева,
Б 72 <...> Предназначены для студентов, обучающихся по специальности 010803 Микроэлектроника и полупроводниковые приборы (дисциплина «Физика полупроводников и
полупроводниковых приборов», блок ОПД), очной формы
обучения. <...> УДК 539.2
ББК В 379.2я73
© Ярославский государственный университет, 2007
© Л.В. Бочкарева, А.С. Рудый, А.Б. Чурилов, 2007
2
Лабораторная работа №1
Влияние температуры
на электропроводность полупроводников
Цель работы: исследование влияния температуры на электропроводность монокристаллов германия в области температур
293 – 500 K, экспериментальное определение ширины запрещенной зоны. <...> Изучение температурной зависимости
сопротивления полупроводников
и определение энергии активации
В отличие от дискретного значения энергии электрона в изолированном атоме энергетический спектр электронов в кристалле
представляет собой полосы или зоны разрешенных значений
энергии, разделенных зонами запрещенных энергий. <...> В полупроводнике верхняя, целиком заполненная зона, образованная уровнями валентных электронов атомов, называется валентной зоной
(v – зона); нижняя из свободных от электронов зон, образовавшаяся расщеплением пустых незанятых уровней, является зоной
проводимости (c – зона). <...> Ширина запрещенной зоны (Eg), их разделяющей, характеризует основные свойства полупроводникового материала. <...> Поэтому при температуре выше 0 K некоторая часть электронов валентной зоны вследствие теплового возбуждения перейдет <...>
Физика_полупроводников_и_полупроводниковых_приборов__Методические_указания.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Кафедра микроэлектроники
Л.В. Бочкарева, А.С. Рудый, А.Б. Чурилов
Физика полупроводников
и полупроводниковых приборов
Методические указания
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов, обучающихся по специальности
Микроэлектроника и полупроводниковые приборы
Ярославль 2007
Стр.1
УДК 539.2
ББК В 379.2я73
Б 72
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2007 года
Рецензент
кафедра микроэлектроники Ярославского государственного
университета им. П.Г. Демидова
Б 72
Бочкарева, Л.В. Физика полупроводников и полупроводниковых
приборов: метод. указания / Л.В. Бочкарева,
А.С. Рудый, А.Б. Чурилов; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль:
ЯрГУ, 2007. – 67 с.
Методические указания содержат описания лабораторных
работ.
Предназначены для студентов, обучающихся по специальности
010803 Микроэлектроника и полупроводниковые
приборы (дисциплина «Физика полупроводников и
полупроводниковых приборов», блок ОПД), очной формы
обучения.
УДК 539.2
ББК В 379.2я73
© Ярославский государственный университет, 2007
© Л.В. Бочкарева, А.С. Рудый, А.Б. Чурилов, 2007
2
Стр.2
Лабораторная работа №1
Влияние температуры
на электропроводность полупроводников
Цель работы: исследование влияния температуры на электропроводность
монокристаллов германия в области температур
293 – 500 K, экспериментальное определение ширины запрещенной
зоны.
1. Изучение температурной зависимости
сопротивления полупроводников
и определение энергии активации
В отличие от дискретного значения энергии электрона в изолированном
атоме энергетический спектр электронов в кристалле
представляет собой полосы или зоны разрешенных значений
энергии, разделенных зонами запрещенных энергий. В полупроводнике
верхняя, целиком заполненная зона, образованная уровнями
валентных электронов атомов, называется валентной зоной
(v – зона); нижняя из свободных от электронов зон, образовавшаяся
расщеплением пустых незанятых уровней, является зоной
проводимости (c – зона).
Ширина запрещенной зоны (Eg), их разделяющей, характеризует
основные свойства полупроводникового материала.
Рис. 1.
3
Стр.3
Оглавление
Лабораторная работа № 1. Влияние температуры
на электропроводность полупроводников ................................ 2
Лабораторная работа № 2. Физические основы работы
терморезистора .......................................................................... 11
Лабораторная работа № 3. Зависимость электропроводности
полупроводников от напряжённости электрического поля .. 17
Лабораторная работа № 4. Изменение проводимости
полупроводника в магнитном поле ........................................ 25
Лабораторная работа № 5. Изучение эффекта Холла
в полупроводниках .................................................................... 32
Лабораторная работа № 6. Температурная зависимость
коэффициента термоэдс ............................................................ 43
Лабораторная работа № 7. Фотопроводимость полупроводников.
Определение температурной зависимости чувствительности
и кратности фотопроводящих материалов. ............................. 53
66
Стр.66