FIZYK 56 DOC


ĆWICZENIE 56

Temat: Badanie wpływu temperatury na przewodnictwo elektryczne ciał stałych.

Opór elektryczny przewodników w temperaturach dużo wyższych od temperatury Debye'a rośnie liniowo wraz ze wzrostem temperatury:

(1)

gdzie: Ro - opór elektryczny przewodnika w temp. otoczenia,

ΔT - przyrost temperatury,

α - temperaturowy współczynnik oporności elektrycznej.

Dla przewodnika w tym zakresie temperatur opór elektryczny maleje eksponencjalnie ze wzrostem temperatury:

(2)

gdzie: E - szerokość pasma wzbronionego,

k - stała Boltzmana,

Rpo - stała oporności zależna od koncentracji nośników ładunku
w stopniu podstawowym i ich ruchliwości.

Logarytmując obustronnie równanie (2) otrzymujemy liniowe zależności lnR od odwrotności temperatury w skali bezwzględnej 1/T [K-1]

(3)

Wyznaczając parametry prostej korelacji y=ax+b dopasowanej do eksperymentalnego wykresu funkcji:

  1. R / Ro=f (ΔT) (dla przewodnika) temperaturowy współczynnik oporności obliczyć można z wartości współczynnika kierunkowego tej prostej,

  2. ln R=f (1/T) (dla półprzewodnika) szerokość pasma wzbronionego E dla badanego półprzewodnika obliczyć można z wartości współczynnika kierunkowego tej prostej. Jego wartość jest bowiem równa E/k. Wyraz stały prostej korelacji jest równy natomiast wartości ln Rpo.

TABELA POMIAROWA:

PRZEWODNIK

PÓŁPRZEWODNIK

t [oC]

ΔT [K]

R [Ω]

ΔR

R/Ro

T[K]

1/T [K-1]

R [kΩ]

ΔR [kΩ]

24

0

18,3

1,83

1

297,15

0,0034

7,87

0,785

30

6

18,6

1,86

1,016

303,15

0,0033

6,85

0,685

40

16

19,4

1,94

1,060

313,15

0,0032

4,58

0,458

50

26

20,0

2,00

1,093

323,15

0,0031

3,05

0,305

60

36

20,9

2,09

1,142

333,15

0,0030

2,13

0,213

70

46

21,5

2,15

1,175

343,15

0,0029

1,54

0,154

80

56

22,3

2,23

1,219

353,15

0,0028

1,16

0,116

Wykorzystując program komputerowy obliczamy współczynniki kierunkowe prostych R/Ro=f (ΔT) - dla przewodnika i lnR=f (1/T) dla półprzewodnika:

PRZEWODNIK: PÓŁPRZEWODNIK:

a=0,003941 a=3713,138

b=0,99598 b=-3,465

Wartość pasma wzbronionego półprzewodnika obliczamy z zależności:

E=a k

gdzie:

k - stała Boltzmana

a - współczynnik kierunkowy prostej lnR = f (1/T)

E=3713,138 K ⋅ 8,617342⋅10-5 eV/K = 0,32 eV

E=0,32 eV

PRZEWODNIK

PÓŁPRZEWODNIK

R/Ro

Rpo [kΩ]

Rpo [kΩ]

E/k [K]

E [eV]

0,99

2,707

0,031

3713,14

0,32

3

ĆWICZENIE NR 56

BADANIE WPŁYWU TEMPERATURY NA PRZEWODNICTWO ELEKTRYCZNE CIAŁ STAŁYCH



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
FIZYK 56, ATH, Fizyka, od sylwi, Fizyka, laborki, Fizyka, Fizyka
15 (56) DOC
FIZYK 75z DOC
FIZYK 61 DOC
FIZYK 85 DOC
FIZYK 72 DOC
FIZYK 72 DOC
FIZYK 13 DOC
FIZYK 78 DOC
F 56 1 (4) DOC
FIZYK 55 DOC
FIZYK 78e DOC
FIZYK 66 DOC
56 (6) DOC
FIZ3 56 (2) DOC
Opis zawodu Fizyk, Opis-stanowiska-pracy-DOC
F 56 2 (10) DOC

więcej podobnych podstron