Nr ćw. 201 |
Data 19.03.12r. |
Szeszycki Andrzej Paweł Majtyka |
Wydział Fizyki Technicznej | Semestr II | Grupa 5 |
Prowadzący: dr Gustaw Szawioła |
Przygotowanie | Wykonanie | Ocena |
Temat: Wyznaczanie zależności przewodnictwa od temperatury dla półprzewodników i przewodników
1.Pomiary
Tabela przedstawia zależność oporu od temperatury
Temperatura[oC] | Opór R [Ω] |
---|---|
przewodnik | |
25 | 1152,2 |
30 | 1174 |
35 | 1192 |
40 | 1208,6 |
45 | 1230,5 |
50 | 1247,1 |
55 | 1261 |
60 | 1283,5 |
65 | 1303,5 |
70 | 1326,7 |
R $= \frac{R_{2}}{R_{1}}R$
Rprzewodnika$= \frac{1}{10}*1152,2 = 115,22\Omega$
Rpółprzewodnika$= \frac{100}{1}*2516,3 = 251630\Omega$
Zmiana oC na Kelwiny:
przykład: 25oC+273=298K
Tabela przedstawia zależnośc oporu od temperatury po przeliczeniach
Temperatura[K] | Opór R [Ω] |
---|---|
przewodnik | |
298 | 115,22 |
303 | 117,4 |
308 | 119,2 |
313 | 120,86 |
318 | 123,05 |
323 | 124,71 |
328 | 126,1 |
333 | 128,35 |
338 | 130,35 |
343 | 132,67 |
Zmiana oC na Kelwiny:
przykład: 25oC+273=298K
2.Wykresy
Błąd 1/T i Ln(1/R) obliczamy za pomocą różniczki zupełnej:
$\Delta\frac{1}{T} = \left| \frac{1}{T^{2}}*\Delta T \right|$ $\Delta\text{Ln}\left( \frac{1}{R} \right) = \left| \frac{1}{R}*\Delta R \right|$
Temperatura [K] | 1/T | Δ(1/T) | Opór[Ω] | 1/R | Ln(1/R) | Δ(Ln(1/R)) |
---|---|---|---|---|---|---|
298 | 0,0033557 | 1,1261E-06 | 251630 | 3,97409E-06 | -12,43571503 | 3,97409E-07 |
303 | 0,0033003 | 1,0892E-06 | 196050 | 5,10074E-06 | -12,18612501 | 5,10074E-07 |
308 | 0,0032468 | 1,0541E-06 | 159350 | 6,27549E-06 | -11,97885832 | 6,27549E-07 |
313 | 0,0031949 | 1,0207E-06 | 128900 | 7,75795E-06 | -11,76679219 | 7,75795E-07 |
318 | 0,0031447 | 9,8888E-07 | 106090 | 9,42596E-06 | -11,57204307 | 9,42596E-07 |
323 | 0,0030960 | 9,5851E-07 | 89100 | 1,12233E-05 | -11,39751461 | 1,12233E-06 |
328 | 0,0030488 | 9,2951E-07 | 72900 | 1,37174E-05 | -11,19684392 | 1,37174E-06 |
333 | 0,0030030 | 9,0180E-07 | 61030 | 1,63854E-05 | -11,01912083 | 1,63854E-06 |
338 | 0,0029586 | 8,7532E-07 | 50690 | 1,97278E-05 | -10,83348393 | 1,97278E-06 |
343 | 0,0029155 | 8,4999E-07 | 43310 | 2,30894E-05 | -10,67613883 | 2,30894E-06 |
Współczynnik nachylenia wynosi:
a= 0,1939
Błąd wyliczony za pomocą programu komputerowego:
Δa= 5,7515686
Poziom domieszkowy:
$$a = - \frac{E}{2k}\ \ \ \ \ \ \ \ \ E = - 2*a*k\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 1J = \frac{1}{1,602*10^{- 19}}\text{eV}$$
$$E = 0,1939\lbrack K\rbrack*\left( - 2 \right)*1,3803*10^{- 27}\lbrack\frac{J}{K}\rbrack = 5,3528*10^{- 28}J$$
E = 3, 3413*10−9[eV]
Błąd:
ΔE = Δa * 2 * k
ΔE=9,91122-8[eV]
3.Wyniki
E=(3, 3−9±9, 9−8)[eV]
4.Wnioski
Błędy pomiarowe są wynikiem niskiej dokładności sprzętu pomiarowego oraz niemożnością utrzymania stałej temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury w półprzewodniku spada oporność.