Laboratorium Inżynierii Materiałowej: Temat ćwiczenia: Badanie wpływu temperatury na rezystancję przewodników i półprzewodników.	Data wykonania:	Nr. ćwiczenia:
	Wykonawcy:	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
Cu	0,0041
Al	0,0040
Ag	0,0040
Au	0,0038
Fe	0,0059
Sn	0,0044

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. Schemat układu pomiarowego:

1. Tabela pomiarowa:

T[^oC]	t[min]	R1Ω	R2Ω	R3Ω	R4Ω	R5Ω	R6Ω	R7kΩ
24,4	0	740	454,5	564	błąd	6,5	6,4	0,99
30	2,33	650	455	593	52,6	5,8	6,4	1,1
35	4,05	540	443	610	błąd	błąd	6,3	1,12
40	6,55	434	425	630	54,3	5,6	6,1	1,16
45	10,50	350	400	650	56,4	6	6	1,2
50	14,22	291,5	376	680	59	5,6	5,9	1,25
55	18,08	244	350	700	53,8	błąd	5,95	1,3
60	22,25	204	320,6	730	70,4	5,6	5,9	1,35
65	26,40	173	292,5	750	79,8	5,78	5,95	1,4
70	31,05	147	265	780	93,4	6,4	5,98	1,44
75	35,55	125	238	800	114	5,76	5,97	1,49
80	42,36	106,7	212,3	800	150	5,91	6,1	1,54
85	50,10	90,8	188,2	860	218	6,3	6,26	1,6

błąd – wyniki pomiarowe odbiegające od reszty wyników, spowodowane wadliwym przełącznikiem do zmiany rezystorów.

1. Wykresy:

R1; R2 – półprzewodniki

Wzrost rezystancji do wzrostu temperatury jest cechą przewodników.

-R3

T_o=24,4 ^oC ; R_o=564 Ω

-R4

T_o=24,4 ^oC ; R_o=52,6 Ω

-R7

T_o=24,4 ^oC ; R_o=990 Ω

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= 860 Ω;∆T=60,6 ^oC

$$\alpha = \frac{860 - 564}{564 \times 60,6} = 0,00866$$

-R4

R_T= 218 Ω ; ∆T=60,6 ^oC

$$\alpha = \frac{218 - 52,6}{52,6 \times 60,6} = 0,052$$

-R7

R_T= 1600 Ω ; ∆T=60,6 ^oC

$$\alpha = \frac{1600 - 990}{990 \times 60,6} = 0,0102$$

Uwagi i wnioski:

Podczas wykonywania ćwiczenia, trafiliśmy na wadliwy przełącznik oporników R1-R7, co powodowało błędne pomiary w niektórych przypadkach.

Wg. naszych obserwacji oporniki 1 i 2 są półprzewodnikami, 3, 4, 7 przewodnikami, a 5 i 6 nie wykazują jednoznacznie na charakterystyce którą grupę oporników reprezentują. Obliczony został temperaturowy współczynnik rezystancji α. Podczas ćwiczenia zaobserwowaliśmy zmieniającą się rezystancję elementów oporowych pod wpływem temperatury. Zrozumieliśmy, że ważny jest dobry dobór materiałów do danego środowiska wg temperatury pracy. Możemy wybierać wśród wszelakich materiałów w zależności od potrzeb.