spraw 5

Laboratorium Podstaw Fizyki

ćwiczenie nr 44

Pomiar zależności oporu metali i półprzewodników od temperatury

A. Metal.

B. Półprzewodnik.

Prowadzący: Dr inż. Damian Siedlecki
Wykonawca:

Monika Zaborowska

201877

Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Termin zajęć: Poniedziałek, 13:15-15:00
Numer grupy ćwiczeniowej: B
Data oddania sprawozdania: 15.04.2012
Ocena końcowa:

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia ............................................................

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania

poprawionego sprawozdania


I. Wstęp teoretyczny

Pomiar oporu elektrycznego metalu i półprzewodnika w funkcji temperatury oraz wyznaczenie temperaturowego współczynnika rezystancji (oporu) metalu i szerokości przerwy energetycznej w półprzewodniku.

II. Zestaw przyrządów

1. Urządzenie zawierające grzejnik, regulator temperatury, wentylator oraz badane próbki
2. Multimetr METEX M-3850, zakres 400Ω, rozdzielczość 0,1Ω.

III. Wyniki pomiarów i obliczenia.

A. Próbka 4. (metal)

t ∆t Rm ∆Rm a ∆a b ∆b α ∆α ∆α/α
°C °C Ω/°C Ω/°C °C-1 °C-1 %
23,7 0,1 110,8 0,65 0,3021 0,00468 103,2 0,2828 0,002927 5,33706E-05 1,275125
29,5 112,5 0,66
34,7 113,7 0,67
39,7 115,2 0,68
44,7 116,5 0,68
49,7 117,8 0,69
54,7 119,3 0,70
59,5 120,8 0,70
64,6 122,4 0,71
69,5 124,0 0,72
74,3 125,7 0,73
79,5 127,2 0,74
84,4 128,8 0,74
89,1 130,8 0,75

1. Niepewność oporów.

R  =  0, 5% RDG +  1DGT

2. Wielkości a i b oraz ich niepewności obliczone z programu regresji linowej.

3. Temperaturowy współczynnik oporu i jego niepewność metoda pochodnej logarytmicznej.

Rm(t)  =  R0(1  +  αt) Rm(t)  =  R0αt  +  R0

a  =  R0α b  =  R0


$$\alpha\ = \ \frac{a}{R_{0}}\text{\ \ \ \ \ \ \ }\alpha\ = \ \frac{a}{b}$$

$\alpha\ = \ \frac{a}{b}\text{\ \ }$ $\text{lnα}\ = \ \ln\frac{a}{b}$ lnα  =  lna  lnb 

$\frac{\alpha}{\alpha}\ = \ \frac{a}{a} + \ \frac{b}{b}$ $\alpha\ = \ \left( \frac{a}{a} + \ \frac{b}{b} \right)x\ \alpha$

B. Próbki 1,2 i 3. (półprzewodnik)

Tabela 1 pomiar temperatur dla wszystkich probówek.

t ∆t T ∆T 1000/T ∆1000/T
ºC ºC K K K-1 K-1
23,7 0,1 296,7 0,1 3,37 1,14E-03
29,5 302,5 3,31 1,09E-03
34,7 307,7 3,25 1,06E-03
39,7 312,7 3,20 1,02E-03
44,7 317,7 3,15 9,91E-04
49,7 322,7 3,10 9,60E-04
54,7 327,7 3,05 9,31E-04
59,5 332,5 3,01 9,05E-04
64,6 337,6 2,96 8,77E-04
69,5 342,5 2,92 8,52E-04
74,3 347,3 2,88 8,29E-04
79,5 352,5 2,84 8,05E-04
84,4 357,4 2,80 7,83E-04

1. Niepewność dla $\frac{\mathbf{1000}}{\mathbf{T}}$ z różniczki zupełnej:
$\frac{1000}{T}\ = \left| \frac{\partial\frac{1000}{T}}{\partial T} \right| \times T\ = \ \left| \frac{- 1000}{T^{2}} \right|\ \times T$

2. Wyznaczanie Niepewności dla lnRs z różniczki zupełnej:


$$\ \ln R_{s} = \ \left| \frac{\partial lnR_{s}}{\partial R_{s}} \right| \times R_{s}\ = \ \left| \frac{1}{R_{s}} \right| \times R_{s}$$

3. Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej Eg i jej niepewności metodą pochodnej logarytmicznej :


$$\ln R_{s}\left( \frac{1000}{T} \right) = \ 10^{- 3} \times \frac{E_{g}}{2k} \times \frac{1000}{T}\ + \ \ln R_{\text{os}}\text{\ \ }$$


 k  =  1, 3806 × 10−23J/K stala Boltzmanna

$A\ = \ {10\ }^{- 3} \times \ \frac{Eg}{2k}$ Eg = 2 × 103 ×  k × A

lnEg = ln(2 × 103 ×  k × A) lnEg =  ln(2 × 103 × 1, 3806 × 10−23)+lnA

$\frac{Eg}{Eg\ }\ = \ \frac{a}{a}$ $Eg\ = \ \frac{a}{a} \times Eg$

Tabela 2 Próbka 1

Rs ∆Rs lnRs ∆lnRs A ∆A Eg ∆Eg ∆Eg/Eg
K K J eV J
111,3 0,66 4,71 5,90E-03 2,827 0,0628 7,81E-20 0,487 1,73E-21
93,2 0,57 4,53 6,07E-03
83,4 0,52 4,42 6,20E-03
71,5 0,46 4,27 6,40E-03
64,8 0,42 4,17 6,54E-03
57,5 0,39 4,05 6,74E-03
50,4 0,35 3,92 6,98E-03
43,8 0,32 3,78 7,28E-03
38,5 0,29 3,65 7,60E-03
32,8 0,26 3,49 8,05E-03
29,2 0,25 3,37 8,42E-03
25,9 0,23 3,25 8,86E-03
22,9 0,21 3,13 9,37E-03
19,3 0,20 2,96 1,02E-02


Tabela 3 Próbka 2.

Rs ∆Rs lnRs ∆lnRs A ∆A Eg ∆Eg ∆Eg/Eg
K K J eV J
61,4 0,41 4,12 6,63E-03 2,606 0,0620 7,20E-20 0,449 1,71E-21
52,0 0,36 3,95 6,92E-03
47,4 0,34 3,86 7,11E-03
40,9 0,30 3,71 7,44E-03
37,5 0,29 3,62 7,67E-03
33,6 0,27 3,51 7,98E-03
29,8 0,25 3,39 8,36E-03
26,1 0,23 3,26 8,83E-03
23,2 0,22 3,14 9,31E-03
20,2 0,20 3,01 9,95E-03
17,9 0,19 2,88 1,06E-02
16,0 0,18 2,77 1,13E-02
14,3 0,17 2,66 1,20E-02
12,2 0,16 2,50 1,32E-02
Rs ∆Rs lnRs ∆lnRs A ∆A Eg ∆Eg  ∆Eg/Eg
K K J eV J
37,5 0,29 3,62 7,67E-03 3,205 0,0369 8,85E-20 0,552 1,02E-21
30,0 0,25 3,40 8,33E-03
26,1 0,23 3,26 8,83E-03
21,5 0,21 3,07 9,65E-03
19,0 0,20 2,94 1,03E-02
16,4 0,18 2,80 1,11E-02
14,1 0,17 2,65 1,21E-02
12,0 0,16 2,48 1,33E-02
10,4 0,15 2,34 1,46E-02
9,0 0,15 2,20 1,61E-02
7,8 0,14 2,05 1,78E-02
6,9 0,13 1,93 1,95E-02
6,1 0,13 1,81 2,14E-02
5,2 0,13 1,65 2,42E-02

IV. Wnioski

Opór metalu wraz ze wzrostem temperatury rośnie i wykazuje on charakter liniowy, natomiast w półprzewodniku opór maleje. Temperaturowy współczynnik rezystancji metalu wynosi 2,93*10-3 ±5,34*10-5[°C-1], zatem na podstawie tabeli wynika, że tym metalem jest Manganin. W przypadku półprzewodników, jego szerokość przerwy energetycznej wynosi około 0,5 [eV] zatem mieści się między siarczkiem ołowiu, a germanem.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Organy administracji do spraw ochrony środowiska
Dokumentowanie spraw bhp3, Służba-Bhp, Dokumentowanie spraw bhp
Tusk gra Polska, Film, dokument, publcystyka, Dokumenty dotyczące spraw bieżących
Seria zagadkowych śmierci i w Polsce i w Rosji, Film, dokument, publcystyka, Dokumenty dotyczące sp
378 audyt spraw, Audyt Wewnętrzny
Spraw 22b, Weterynaria Lublin, Biofizyka , fizyka - od Bejcy
spraw 4
~$spraw
spraw 5
Ebook Spraw 2 Netpress Digital
65 251102 konsultant do spraw systemow teleinformatycznych
Cw9 spraw PB szklo
79 w sprawie rzeczoznawców do spraw bezpieczeństwa i higieny pracy
Spraw. Ergon.1
równoważnik miedzi (spraw.), Studia SGGW, WNoŻ Inżynierskie 2008-2012, Sem II, Fizyka
Wiersz o bandycie, Film, dokument, publcystyka, Dokumenty dotyczące spraw bieżących

więcej podobnych podstron