Raport z Laboratorium Podstaw Fizyki

ĆWICZENIE NR 44

POMIAR ZALEZNOŚĆI OPORU METALI I PÓŁPRZEWODNIKÓW OD TEMPERATURY

Imię i Nazwisko, Nr indeksu, Wydział	Krzysztof Halupczok 147960
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina	Poniedziałek 9^15-11^00
Data oddania sprawozdania	14.12.2009
Ocena końcowa

Cel ćwiczenia

Zbadanie zależności rezystancji przewodnika metalowego i półprzewodnika od temperatury

Zestaw przyrządów

• Sonda pomiarowa zawierająca grzejnik, regulator temperatury oraz badane próbki

• Multimetr Metex M-3850

Układ pomiarowy

Wyniki pomiarów

Lp.	t [°C]	R1 [Ω]	R2 [Ω]	R3 [Ω]	R4 [Ω]
1	21	140,0	31,3	57,7	108,9
2	25	135,0	29,9	54,1	109,4
3	30	125,3	27,8	50,7	110,2
4	35	115,0	25,5	46,5	111,2
5	40	104,6	23,3	42,5	112,3
6	45	94,4	21,2	38,6	113,6
7	50	94,6	19,0	34,8	115,1
8	55	75,5	17,2	31,6	116,4
9	60	67,2	15,5	28,5	117,9
10	65	58,1	13,6	25,1	119,5
11	70	52,3	12,4	22,9	121,2
12	75	46,6	11,2	20,7	122,7
13	80	41,4	10,1	18,7	124,2
14	85	36,8	9,1	16,8	125,8
15	90	32,8	8,3	15,7	127,4
-	półprzewodnik	półprzewodnik	półprzewodnik	półprzewodnik	metal

Tabela pomiarowa dla metalu R₄

Lp.	(t-to) [°C]	Δ(t-to) [°C]	R(t) [Ω]
1	0	6,0	0
2	4		0,5
3	9		1,3
4	14		2,3
5	19		3,4
6	24		4,7
7	29		6,2
8	34		7,5
9	39		9,0
10	44		10,6
11	49		12,3
12	54		13,8
13	59		15,3
14	64		16,9
15	69		18,5

metoda regresji liniowej

a	b
0,276708	107,6268
0,007278	0,293188
Δa	Δb

Dzięki tej metodzie możemy wyznaczyć opór metalu w temp początkowej, jego niepewność, temperaturowy współczynnik oporu metalu oraz jego niepewność.

Poniżej przykładowe obliczenia:

b = R_o= 107,6268 Δb = ΔR_o = 0,2932

α = a/R_o=0,3/107,6=0,0026

Obliczenia dla półprzewodnika R₁

Lp.	$\frac{1}{T}$ $\lbrack\frac{1}{K}\rbrack$	Ln(R)
1	0,003400	4,9416
2	0,003354	4,9053
3	0,003299	4,8307
4	0,003245	4,7449
5	0,003193	4,6501
6	0,003143	4,5475
7	0,003095	4,5497
8	0,003047	4,3241
9	0,003002	4,2077
10	0,002957	4,0622
11	0,002914	3,9570
12	0,002872	3,8416
13	0,002832	3,7233
14	0,002792	3,6055
15	0,002754	3,4904

Metoda regresji linowej

a	b
2324,91503	-2,82198
102,7376852	0,31505
Δa	Δb

Dzięki tej metodzie możemy obliczyć energię aktywacji oraz jej niepewność

aby wyrazić energię aktywacji w eV należy podzielić wynik przez wartość ładunku elektronu

Wykresy:

Metal

Półprzewodnik

Wnioski

Jak widać z powyższych pomiarów, udaje nam się rozpoznać wszystkie próbki. 3 półprzewodnik oraz jeden metal. Po przeprowadzeniu obliczeń oraz wykreśleniu charakterystyk jestem w stanie stwierdzić, iż ćwiczenie zostało wykonane poprawnie. Charakterystyki zależności obu przeliczonych próbek zgadzają się z wykresami ogólnymi zależności oporu od temperatury. Oczywiście mówimy tu o niezbyt dużym zakresie temperatur, bo jest on ograniczony do około 100°C dla metalu i odpowiednio dla półprzewodników.