200 nr ćwicz	08-04 1998 data	Tomasz Urbański imię i nazwisko		elektryczny wydział	II semestr	E-10 grupa
W. Polewska prowadzący			przygotowanie	wykonanie	opracowanie	ocena ostateczna

Wyznaczanie bariery potencjału

na złączu p-n

1. Sprawozdanie z przebiegu ćwiczenia.

Ćwiczenie polegało na zmierzeniu wartości napięcia woltomierzem V w zależności od prądu płynącego przez mikroamperomierz mA. Serię pomiarów powtórzyłem trzykrotnie - za każdym razem dioda D umieszczona była w pojemniku z inną temperaturą: kolejno 2^oC, 23^oC oraz 44^oC.

Na podstawie dokonanych pomiarów, których wyniki zestawiłem w tabelach 3.1, 3.2. oraz 3.3., dokonałem obliczeń współczynników nachylenia prostej dla każdej serii pomiarów i na końcu wyznaczyłem barierę potencjału .

2. Wykorzystane zależności.

Podczas przeprowadzania ćwiczenia skorzystałem z następujących zależności.

• wzór na określenie bariery potencjału:

gdzie: a to współczynnik nachylenia obliczony na podstawie pomiarów napięć;

k to stała Boltzmanna (k=1,38066210^-23 [JK^-1])

e to wartość elementarnego ładunku (e=1,602189210^-19 [C])

• obliczanie współczynnika nachylenia wykresu za pomocą regresji liniowej:

podczas analizy wyników i wykonywania obliczeń posłużyłem się programem „STATIST”, służącym do obliczania współczynnika nachylenia wykresu za pomocą regresji liniowej.

3. Tabele z wynikami pomiarów.

Tabela 3.1. Pomiary dla temperatury T=2^oC=274^oK.

prąd I [A]	prąd I [A]	napięcie U [V]	ln I
70	0,000070	0,513	-9,56702
65	0,000065	0,510	-9,64112
60	0,000060	0,507	-9,72117
55	0,000055	0,503	-9,80818
50	0,000050	0,499	-9,90349
45	0,000045	0,495	-10,0088
40	0,000040	0,490	-10,1266
35	0,000035	0,486	-10,2602
30	0,000030	0,476	-10,4143
25	0,000025	0,468	-10,5966
20	0,000020	0,458	-10,8198
15	0,000015	0,445	-11,1075
10	0,000010	0,428	-11,5129
5	0,000005	0,403	-12,2061
wsp. nachyl. prostej			23,267
błąd wsp. nachyl. prostej			0,299

Tabela 3.2. Pomiary dla temperatury T=23^oC=295^oK.

prąd I [A]	prąd I [A]	napięcie U [V]	ln I
70	0,000070	0,600	-9,56702
65	0,000065	0,596	-9,64112
60	0,000060	0,593	-9,72117
55	0,000055	0,589	-9,80818
50	0,000050	0,584	-9,90349
45	0,000045	0,580	-10,0088
40	0,000040	0,575	-10,1266
35	0,000035	0,571	-10,2602
30	0,000030	0,560	-10,4143
25	0,000025	0,552	-10,5966
20	0,000020	0,543	-10,8198
15	0,000015	0,533	-11,1075
10	0,000010	0,517	-11,5129
5	0,000005	0,486	-12,2061
wsp. nachyl. prostej			23,2
błąd wsp. nachyl. prostej			0,9

Tabela 3.3. Pomiary dla temperatury T=44^oC=316^oK.

prąd I [A]	prąd I [A]	napięcie U [V]	ln I
70	0,000070	0,492	-9,56702
65	0,000065	0,487	-9,64112
60	0,000060	0,483	-9,72117
55	0,000055	0,480	-9,80818
50	0,000050	0,476	-9,90349
45	0,000045	0,471	-10,0088
40	0,000040	0,466	-10,1266
35	0,000035	0,460	-10,2602
30	0,000030	0,451	-10,4143
25	0,000025	0,442	-10,5966
20	0,000020	0,431	-10,8198
15	0,000015	0,417	-11,1075
10	0,000010	0,399	-11,5129
5	0,000005	0,370	-12,2061
wsp. nachyl. prostej			21,353
błąd wsp. nachyl. prostej			0,211

4. Obliczenia.

Na podstawie przedstawionych w punkcie 2. wzorów oraz wartości obliczonych podczas przeprowadzania ćwiczenia, zestawionych w tabelach 3.1., 3.2. oraz 3.3., dokonałem niezbędnych obliczeń:

1. obliczenie ln I_S dla trzech różnych temperatur T (dane - wartości ln I oraz U z tabel 3.1., 3.2. oraz 3.3.):

za pomocą programu „STATIST” dokonałem obliczeń wartości współczynników nachylenia wykresów (ln I_S) i tak otrzymałem następujące wartości:

• dla temperatury T=2^oC=295^oK: 23,2670,2988

• dla temperatury T=23^oC=295^oK: 23,20,3

• dla temperatury T=44^oC=316^oK: 21,3530,211

2. obliczenie wartości a z wzoru na barierę potencjału (punkt 2. niniejszego opracowania) - dane - obliczenia dokonane w kroku poprzednim, których sposób liczenia pokazałem w punkcie 4.a. tego opracowania:

za pomocą programu „STATIS” dokonałem obliczeń wartości współczynnika nachylenia wykresu a i otrzymałem następujący wynik:

• 3852,12276,7

3. obliczenie wartości bariery potencjału za pomocą wzoru przedstawionego w punkcie 2. (dane - obliczenia dokonane w krokach poprzednich):

4. obliczenie błędu bariery potencjału:

Obliczona wartość bariery potencjału wraz z błędem wynosi zatem: 0,330,2.

---