Laboratorium Inżynierii Materiałowej: Temat ćwiczenia: Wyznaczanie temperaturowego współczynnika konduktywności metali i półprzewodników.	Data wykonania: 9.10.2014	Nr. ćwiczenia: 8
Wykonawcy: Maciej Urbaniec, Kamil Śmigiel, Mateusz Świerc, Paweł Noszczyński	Data oddania:	Ocena:

Wstęp teoretyczny:

Ze wzrostem temperatury wzrastają amplitudy drgań atomów w węzłów sieci, rośnie wtedy prawdopodobieństwo zderzeń z elektronami. Stąd ze wzrostem temperatury maleje ruchliwość elektronów, a więc i konduktywność metalu.

gdzie jest współczynnikiem temperaturowym rezystywności .W zakresie od do prawdziwe jest również przybliżenie , gdzie jest rezystywnością przewodnika w temperaturze . Współczynniki temperaturowe niektórych przewodników zawarto w tabeli:

Metal	1/deg
Ni	0,0065
Co	0,0060
Fe	0,0059
W	0,0046
Cu	0,0041
Al	0,0040
Au	0,0038

Podobnie jak w metalach, gęstość prądu w półprzewodniku można określić wzorem:

gdzie n jest koncentracją nośników ładunku, u ich ruchliwością,

a -konduktywnością .

Różnica polega na tym, że w półprzewodniku prąd jest sumą prądu elektronowego i dziurowego

, gdzie .

1. Tabela pomiarowa:

T[^oC]	R1kΩ	R2kΩ	R3kΩ	R4kΩ	R5Ω	R6Ω	R7kΩ
22,7	1,1	2,4	0,56	235,7	51,9	6,39	1
25	0,96	2,07	0,58	151	52	6,18	1,07
30	0,81	1,71	0,6	135	52,34	6,09	1,1
35	0,67	1,35	0,63	102	53,75	6,06	1,14
40	0,56	1,11	0,65	83,5	55,3	6	1,19
45	0,474	0,94	0,67	67,5	58	5,96	1,23
50	0,44	0,76	0,69	56,1	61,3	5,9	1,27
55	0,34	0,62	0,72	45,8	66,4	5,9	1,31
60	0,29	0,52	0,74	38,1	73,7	5,89	1,36
65	0,25	0,49	0,76	31,78	84,9	5,86	1,4
70	0,21	0,37	0,8	26,6	101,7	5,85	1,45

1. Wykresy:

R1; R2; R4; R6 – półprzewodniki

Wzrost rezystancji do wzrostu temperatury jest cechą przewodników.

-R3

T_o=22,7 ^oC ; R_o=0,56 kΩ

-R5

T_o=22,7 ^oC ; R_o=51,91 Ω

-R7

T_o=22,7 ^oC ; R_o=1 kΩ

R_T = R₀(1 + αT)

$$\frac{R_{T}}{R_{0}} - 1 = \alpha T$$

$$\alpha = \frac{R_{T} - R_{0}}{R_{0}T}$$

∆T=T-T₀

-R3

R_T= 0,8 kΩ;∆T=47,3 ^oC

$$\alpha = \frac{800 - 560}{560 \times 47,3} = 0,00906$$

-R5

R_T= 101,7 Ω ; ∆T=47,3 ^oC

$$\alpha = \frac{101,7 - 51,9}{51,9 \times 47,3} = 0,0203$$

-R7

R_T= 1,45 kΩ ; ∆T=47,3 ^oC

$$\alpha = \frac{1450 - 1000}{1000 \times 47,3} = 0,00951$$

Uwagi i wnioski:

Według naszych obserwacji oraz obliczeń oporniki 1, 2, 4, 6 są półprzewodnikami a 3, 5, 7 przewodnikami. Obliczony został temperaturowy współczynnik rezystancji α. Podczas ćwiczenia zaobserwowaliśmy zmieniającą się rezystancję elementów oporowych pod wpływem temperatury.