1.Wstęp

Celem naszego ćwiczenia było wyznaczenie i porównanie temperaturowych charakterystyk oporu przewodnika i półprzewodnika a także obliczenie ich podstawowych parametrów.

Prąd elektryczny w większości przypadków polega na przepływie elektronów.

W tzw. izolatorach wszystkie elektrony są związane ze „swoimi” atomami i dlatego prąd elektryczny nie może tam powstać.

W metalach niektóre elektrony mogą się po wnętrzu metalu swobodnie przemieszczać. Jeżeli do próbki metalu przyłożymy źródło napięcia, chmura swobodnych elektronów przemieszcza się pod wpływem tego pola w kierunku, w którym ich elektrostatyczna energia potencjalna maleje: powstaje prąd elektryczny.

Własności pośrednie między izolatorami i przewodnikami (metalami) wykazują półprzewodniki. Są to substancje (takie, jak krzem i german), w których elektrony przewodnictwa pojawiają się warunkowo, na skutek wprowadzenia domieszek innych pierwiastków lub pod wpływem rosnącej temperatury.

Jak wiemy, zwiększanie temperatury sprowadza się do zwiększania energii drgań sieci krystalicznej. Jak można łatwo przewidzieć, drgania sieci krystalicznej przeszkadzają w swobodnym przemieszczaniu się elektronów: opór przewodników zwykle rośnie ze wzrostem temperatury.

Na tę zależność nakłada się inny mechanizm, ujawniający się w niektórych substancjach: otóż wraz ze wzrostem temperatury przybywa tam elektronów zerwanych z więzi mocujących je do atomów, co ułatwia przepływ prądu i wiąże się oczywiście ze zmniejszaniem oporu. Niekiedy ten drugi efekt przeważa i wtedy opór maleje ze wzrostem temperatury.

2.Wyniki pomiarów

a) wyznaczanie temperaturowego współczynnika oporności metalu

t [^oC]	Rm [Ω]	I [mA]	P [V]
24	91,5	23,5	100-120
29	92,5	25,1
34	93,3	25,9
39	94,7	27,7
44	96,2	29,8
49	97,9	31,3
54	99,6	33,1
59	101,3	35,3
64	102,6	35,4	150
69	104,0	36,4
74	105,5	39,5
79	107,3	45,6
84	108,7	48,3
89	110,4	51,4
94	112,3	52,3
94	113,9	57,8

b= R₀ a= R₀α

R₀= 8,29 * 10¹ R₀α= 3,12 * 10^-1

Δb= 0,04 * 10¹ Δa= 0,06 * 10^-1

α= a/R₀ Δα= α (Δa/a + Δb/b)

α= 3,76 * 10^-3 Δα= 0,094 * 10^-3

α= (3,76 ± 0,094) * 10^-3 [^oC]

b) wyznaczenie energii aktywacji dla półprzewodnika

T [K]	Rp [Ω]=U0/I	lnRp	1/T
297	29,79	3,39	3,36 * 10^-3
302	27,89	3,32	3,31 * 10^-3
307	27,03	3,29	3,25 * 10^-3
312	25,27	3,22	3,20 * 10^-3
317	23,49	3,15	3,15 * 10^-3
322	22,37	3,10	3,10 * 10^-3
327	21,15	3,05	3,05 * 10^-3
332	19,83	2,99	3,01 * 10^-3
337	19,78	2,98	2,96 * 10^-3
342	19,23	2,95	2,92 * 10^-3
347	17,72	2,87	2,88 * 10^-3
352	15,35	2,73	2,84 * 10^-3
357	14,49	2,67	2,80 * 10^-3
362	13,62	2,61	2,76 * 10^-3
367	13,39	2,59	2,72 * 10^-3
372	12,11	2,49	2,68 * 10^-3

a= 1,31 * 10^-3 Δa= 0,07 * 10^-3

E_A= a k k= 8,62 * 10^-5 [eV/K]

E_A=1,13 * 10^-7 [eV] ΔE_A= 0,60 * 10^-7 [eV]

E_A= (1,13 ± 0,60) * 10^-7 [eV]

3.Wnioski

Wykres zależności oporu od temperatury w przewodniku jak i lnR_p w funkcji 1/T jest linią prostą. Wartość oporu rosła proporcjonalnie do temperatury. Wartości lnR_p również rosły w miarę podwyższania temperatury.

Dla metalu można było policzyć wartość współczynnika oporu, dla półprzewodnika wartość energii aktywacji.