1. Wstęp.

Celem ćwiczenia było badanie zależnoœci rezystancji metali i półprzewodników do temperatury. Zależnoœć ta ma różne Ÿródło w zależnoœci od materiału. Dla metali rezystancja roœnie wraz ze wzrostem temperatury. Spowodowane jest to wzrostem energíí kinetycznej atomów wraz ze wzrostem temperatury metalu. W wyniku tego roœnie amplituda drgań tych atomów, roœnie więc prawdopodobienstwo zderzeń z przepływającymi elektronami. W wyniku tego maleje ruchliwoœć elektronów i roœnie rezystancja metalu.

W półprzewodnikach natomiast wraz ze wzrostem temperatury rezystancja maleje. Dzieje sie tak dlatego, że elektrony w atomach mając większą energie łatwiej mogą przeskoczyć przez tzw. przerwę energetyczą i znaleœć sie w paœmie przewodnictwa. Roœnie więc przewodnictwo samoistne i maleje rezystancja.

2. Schemat układu pomiarowego.

M-miernik (omomierz cyfrowy), Rm-opornik metalowy (platyna), Rs-opornik półprzewodnikowy (NTC-210), T-termomoetr, G-grzejnik, T-transformator ochronny, At-autotransformator, K-komora pomiarowa.

3. Badanie zależnoœci rezystancji metalu (platyna) od temperatury.

3.1. Tabela pomiarów i wyników.

T [C]	R []			R		Wynik
	Pomiar 1	Pomiar 2	Średnie
25	109.1	109.0	109.05		0.05		R(250.5C)=109.10.42
30	111.2	111.0	111.1		0		R(300.5C)=111.10.43
35	113.1	113.0	113.05		0.05		R(350.5C)=113.10.43
40	115.1	115.1	115.1		0		R(400.5C)=115.10.43
45	117.2	117.0	117.1		0.1		R(450.5C)=117.10.44
50	119.2	118.8	119		0.2		R(500.5C)=119.00.44
55	121.1	120.8	120.95		0.15		R(550.5C)=121.00.45
60	123.1	122.7	122.9		0.2		R(600.5C)=122.90.45
65	125.1	124.7	124.9		0.2		R(650.5C)=124.90.45
70	127.1	126.8	126.95		0.15		R(700.5C)=127.00.5
75	129.1	128.7	128.9		0.2		R(750.5C)=128.90.5
80	131.1	130.9	131		0.1		R(800.5C)=131.00.5
85	133.1	132.8	132.95		0.15		R(850.5C)=133.00.5
90	135.1	134.9	135		0.1		R(900.5C)=135.00.5

Uwaga:za błąd pomiaru przyjęto niedokładnoœć wynikającą z klasy przyrządu.

3.2. Wykres zależnoœci rezystancji metalu od temperatury.

Uwaga:znaki + ograniczają pole błędów.

3.3. Obliczenia współczynnika temperaurowego rezystancji.

3.4. Obliczenia błędu współczynnika rezystancji.

3.5. Wynik: =3.70.2×10-3K-1

4. Badanie zależnoœci rezystancji półprzewodnika (NTC-210) od temperatury.

4.1. Tabela pomiarów i wyników.

T [C]	R [k]			R		Wynik
	Pomiar 1	Pomiar 2	Średnie
25	8.30	8.23	8.265		0.035		R(250.5C)=8.270.04 k
30	6.67	6.65	6.66		0.01		R(300.5C)=6.660.034 k
35	5.43	5.43	5.43		0		R(350.5C)=5.430.031 k
40	4.42	4.42	4.42		0		R(400.5C)=4.420.03 k
45	3.61	3.64	3.625		0.015		R(450.5C)=3.630.03 k
50	2.97	3.07	3.02		0.05		R(500.5C)=3.020.05 k
55	2.48	2.505	2.4925		0.0125		R(550.5C)=2.490.025 k
60	2.07	2.051	2.0605		0.0095		R(600.5C)=2.060.025 k
65	1.74	1.685	1.7125		0.0275		R(650.5C)=1.710.03 k
70	1.46	1.398	1.429		0.031		R(700.5C)=1.430.031 k
75	1.24	1.177	1.2085		0.0315		R(750.5C)=1.210.032 k
80	1.05	1.014	1.032		0.018		R(800.5C)=1.030.022 k
85	0.90	0.849	0.8745		0.0255		R(850.5C)=0.870.026 k
90	0.77	0.78	0.775		0.005		R(900.5C)=0.780.022 k

Uwaga:za błąd pomiaru przyjęto niedokładnoœć wynikającą z klasy przyrządu (za wyjątkiem pomiaróww w temperaturze 50, 65, 70, 75 i 85 stopni).

4.2. Wykres zależnoœci rezystancji półprzewodnika od temperatury.

Uwaga:znaki + ograniczają pole błedów.

4.3. Obliczenia przerwy energetycznej półprzewodnika.

4.4. Obliczenia błędu przerwy energetycznej.

4.5. Wynik: Eg=0.680.021eV

5. Dyskusja błędów.

Największy błąd (zarówno dla pomiarów współczynnika temperaturowego jak i dla poniaru szerokoœci pasma wzbronionego) wnosił niedokładny odczyt temperatury (pół stopnia). Najbardziej było to odczuwalne gdy temperatura spadała, gdyż działo się to na tyle szybko, że nie dało sie odczytać rezystancji półprzewodnika i metalu tak, aby temperatura nie zmalała w tym czasie o około pół stopnia. Natoniast odchylenia pomiaru pierwszego i drugiego mieœciły się z reguły w klasie omomierzy.

---