Sylwia Wójcik 29.11.2002

Ćwiczenie nr 8

Część doświadczalna

I. Schemat blokowy aparatury do badania zależności I = f(V):

II. Przebieg ćwiczenia.

1.Sprasowany półprzewodnik polimerowy z obustronnie naniesionymi elektrodami Au w formie pastylki umieszczono między stykami urządzenia do pomiaru zależności I od V.

2.Urządzenie umieszczono w termostacie i włączono ultratermostat z wcześniej ustawionym regulatorem temperatury na 25˚C.

3. Włączono pikoamperomierz i zasilacz prądu stałego.

4. Zmieniając doprowadzone napięcie od 0 V do 2 V co 0,2 V i od 2 V do 20 V co 2 V rejestrowano płynący przez układ M-SP-M prąd.

Pomiary wykonano dla temperatur 25˚C, 40˚C, 60˚ i 80C.

II. Zestawienie wyników pomiaru zależności I od V.

Tabela 1. Wyniki pomiaru zależności I od V dla temp. 25˚C.

V [V]	I [nA]	I [A]
0	0	0
0,2	0,0079	7,9E-12
0,4	0,0200	2,0E-11
0,6	0,0236	2,36E-11
0,8	0,0301	3,01E-11
1,2	0,0348	3,48E-11
1,4	0,0580	5,80E-11
4	0,0818	8,18E-11
6	0,1224	1,224E-10
8	0,1733	1,733E-10
10	0,2132	2,132E-10
12	0,2526	2,526E-10
14	0,3066	3,066E-10
16	0,3429	3,429E-10
18	0,3887	3,887E-10
20	0,4358	4,358E-10

Tabela 2. Wyniki pomiaru zależności I od V dla temp. 40˚C.

V [V]	I [nA]	I [A]
0	0	0
0,2	0,0135	1,35E-11
0,4	0,0271	2,71E-11
0,6	0,0409	4,09E-11
0,8	0,0583	5,83E-11
1,0	0,0745	7,45E-11
1,2	0,0867	8,67E-11
1,4	0,0991	9,91E-11
1,6	0,1130	1,13E-10
1,8	0,1400	1,40E-10
2	0,1586	1,586E-10
4	0,2944	2,944E-10
6	0,4429	4,429E-10
8	0,5890	5,89E-10
10	0,7403	7,400E-10
12	0,8914	8,914E-10
14	1,0443	1,044E-09
16	1,1987	1,199E-09
18	1,3555	1,356E-09
20	1,5266	1,527E-09

Tabela 3. Wyniki pomiaru zależności I od V dla temp. 60˚C.

V [V]	I [nA]	I [A]
0	0	0
0,2	0,0540	5,40E-11
0,4	0,1066	1,066E-10
0,6	0,1660	1,660E-10
0,8	0,2170	2,170E-10
1,0	0,2764	2,764E-10
1,2	0,3397	3,397E-10
1,4	0,3974	3,974E-10
1,6	0,4533	4,533E-10
1,8	0,5201	5,201E-10
2	0,5789	5,789E-10
4	1,1856	1,186E-09
6	1,7944	1,794E-09
8	2,410	2,410E-09
10	3,076	3,076E-09
12	3,640	3,640E-09
14	4,256	4,256E-09
16	4,886	4,886E-09
18	5,494	5,494E-09
20	6,131	6,131E-09

Tabela 4. Wyniki pomiaru zależności I od V dla temp. 80˚C.

V [V]	I [nA]	I [A]
0	0	0
0,2	0,1154	1,154E-10
0,4	0,2342	2,342E-10
0,6	0,3447	3,447E-10
0,8	0,4577	4,577E-10
1,0	0,5780	5,780E-10
1,2	0,7099	7,099E-10
1,4	0,8174	8,174E-10
1,6	0,9112	9,112E-10
1,8	1,0281	1,028E-09
2	1,1498	1,150E-09
4	2,260	2,260E-09
6	3,397	3,397E-09
8	4,507	4,507E-09
10	5,601	5,601E-09
12	6,693	6,693E-09
14	7,860	7,860E-09
16	8,836	8,836E-09
18	9,925	9,925E-09
20	10,906	1,091E-08

III. Sporządzono wykresy zależności I =f(V) dla czterech w/w temperatur.

Dla każdego wykresu wyznaczono równanie regresji liniowej oraz współczynnik korelacji (r) i determinacji (R²):

dla temp. 25˚C:

y = 2E -11x

r = 0,9978

R² = 0,9957

dla temp. 40˚C:

y = 8E -11x

r = 0,9998

R² = 0,9997

dla temp. 60˚C:

y = 3E -10x

r = 0,9999

R² = 0,9998

dla temp. 80˚C:

y = 6E -10x

r = 0,9998

R² = 0,9997

Otrzymane współczynniki korelacji w każdym przypadku są bliskie jedności; ponad 99% punktów spełnia zależność prostoliniową. Na tej podstawie można stwierdzić, że zależność I = f(V) wykazuje charakter prostoliniowy a tym samym spełnia prawo Ohma.

IV. Obliczam wartość przewodnictwa właściwego (σ). Korzystam ze wzoru:

gdzie:

R - opór przewodnika [Ω]

S - przekrój elektrody [cm²]

d - grubość SM [cm] d = 0,44 mm = 0,044 cm

V - napięcie [V]

S obliczamy z zależności:

S = π (0,3cm)² = 0,2827 cm²

Na podstawie wyznaczonych równań regresji liniowej obliczam σ.

dla temp. 25˚C:

dla temp. 40˚C:

dla temp. 60˚C:

dla temp. 80˚C:

V. Zestawienie otrzymanych wyników.

temperatura [˚C]	25	40	60	80
σ [S/cm]	3,113^-12	1,245^-11	4,669^-11	9,338^-11

VI. Wnioski.

Jak już wcześniej wspomniałam, przebieg zależności I = f(V) jest „omowy”.

Wraz ze wzrostem temperatury rośnie przewodnictwo właściwe badanego polimeru. Jest to właściwość charakterystyczna dla półprzewodników.

4

---