POLITECHNIKA ŁÓDZKA 05.05.1999r.

FILIA W BIELSKU - BIAŁEJ

wydz. BUDOWA MASZYN

kierunek: MEACHNIKA

semestr: II

POLITECHNIKA ŁÓDZKA

FILIA W BIELSKU-BIAŁEJ

Ćwiczenie 56

Temat: Badanie wpływu temperatury na przewodnictwo elektryczne ciał stałych.

Mikołaj Stachura

Mariusz Ferfecki

Paweł Szerf

Opór elektryczny przewodników w temperaturach dużo wyższych od temperatury Debye'a rośnie liniowo wraz ze wzrostem temperatury:

(1)

gdzie: R_o - opór elektryczny przewodnika w temp. otoczenia,

ΔT - przyrost temperatury,

α - temperaturowy współczynnik oporności elektrycznej.

Dla przewodnika w tym zakresie temperatur opór elektryczny maleje eksponencjalnie ze wzrostem temperatury:

(2)

gdzie: E - szerokość pasma wzbronionego,

k - stała Boltzmana,

R_po - stała oporności zależna od koncentracji nośników ładunku
w stopniu podstawowym i ich ruchliwości.

Logarytmując obustronnie równanie (2) otrzymujemy liniowe zależności lnR od odwrotności temperatury w skali bezwzględnej 1/T [K^-1]

(3)

Wyznaczając parametry prostej korelacji y=ax+b dopasowanej do eksperymentalnego wykresu funkcji:

1. R / R_o=f (ΔT) (dla przewodnika) temperaturowy współczynnik oporności obliczyć można z wartości współczynnika kierunkowego tej prostej,

2. ln R=f (1/T) (dla półprzewodnika) szerokość pasma wzbronionego E dla badanego półprzewodnika obliczyć można z wartości współczynnika kierunkowego tej prostej. Jego wartość jest bowiem równa E/k. Wyraz stały prostej korelacji jest równy natomiast wartości ln R_po.

Wykorzystując program komputerowy obliczamy współczynniki kierunkowe prostych R/R_o=f (ΔT) - dla przewodnika i lnR=f (1/T) dla półprzewodnika:

PRZEWODNIK: PÓŁPRZEWODNIK:

a=0,004539 a=3988,117

b=0,988809 b=-11,237

Wartość pasma wzbronionego półprzewodnika obliczamy z zależności:

E=a ⋅ k

gdzie:

k - stała Boltzmana

a - współczynnik kierunkowy prostej lnR = f (1/T)

E= eV/K = eV

E= eV

PRZEWODNIK		PÓŁPRZEWODNIK
R/Ro	Rpo [kΩ]	Rpo [kΩ]	E/k [K]	E [eV]

2