Проверка формулы Шокли для p-n-перехода и определение ширины запрещенной зоны германия

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 
И.Н. Фетисов 
ПРОВЕРКА  ФОРМУЛЫ  ШОКЛИ  
ДЛЯ  p–n-ПЕРЕХОДА  И  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  
ШИРИНЫ  ЗАПРЕЩЕННОЙ  ЗОНЫ  
ГЕРМАНИЯ 
Методические указания к выполнению  
лабораторной работы Ф-60 по курсу общей физики 
Под редакцией А.С. Епифанова 
М о с к в а 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2 0 0 7 

УДК 537.311.33(076) 
ББК 32.852.2 
Ф451 
Рецензент Е.К. Кузьмина 
Фетисов И.Н. 
Ф451 
Проверка формулы Шокли для p–n-перехода и определение 
ширины запрещенной зоны германия: Метод. указания к 
выполнению лабораторной работы Ф-60 по курсу общей 
физики / Под ред. А.С. Епифанова. – М.: Изд-во МГТУ им. 
Н.Э. Баумана, 2007. – 27 с.: ил.  
 
Рассмотрены физические процессы в p–n-переходе и элементарная теория перехода, описана методика экспериментальной проверки формулы Шокли для вольт-амперной характеристики перехода и определения ширины запрещенной зоны германия. 
Для студентов 2-го курса всех специальностей. 
УДК 537.311.33(076) 
       ББК 32.852.2 
 
Методическое издание 
Фетисов Игорь Николаевич  
ПРОВЕРКА  ФОРМУЛЫ  ШОКЛИ ДЛЯ  p–n-ПЕРЕХОДА  
И  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ  ЗАПРЕЩЕННОЙ  ЗОНЫ 
ГЕРМАНИЯ 
Редактор А.В. Сахарова 
Корректор Л.И. Малютина 
Компьютерная верстка А.Ю. Ураловой 
Подписано в печать 06.11.2007. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. 
Печ. л. 1,75. Усл. печ. л. 1,63. Уч.-изд. л. 1,45. 
Тираж 300 экз. Изд. № 47. Заказ 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5 
 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007 

Цель работы – ознакомиться с физическими процессами в p–nпереходе (электронно-дырочном переходе) и его элементарной 
теорией, экспериментально проверить формулу Шокли для вольтамперной характеристики (ВАХ) перехода, определить ширину 
запрещенной зоны германия.  
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 
1. Электроны и дырки в полупроводниках.  
Собственная проводимость полупроводника 
В кристаллах атомы находятся так близко друг от друга, что валентные электроны могут переходить от одного атома к другому; 
следовательно, они принадлежат кристаллу в целом (рис. 1). Однако 
этот процесс не приводит непосредственно к электропроводности, 
так как в целом распределение электронной плотности жестко фиксировано. Например, в германии и кремнии четыре валентных электрона осуществляют ковалентную связь с четырьмя соседними  
атомами в кристалле.  
При низкой температуре все валентные электроны участвуют в 
образовании связей и не могут создавать электрический ток, т. е. при 
этом электропроводность полупроводника очень мала (рис. 1, а).  
 
Рис. 1. Ковалентные электронные связи в кристалле кремния (показаны 
линиями): 
а – при низкой температуре (условно Т = 0 К); б – при нагревании: точкой показан электрон проводимости, крестиком – дырка; стрелкой внизу показано направление внешнего электрического поля 
 
3