przemek

Ćwiczenie nr 8

Badanie charakterystyki prądowo-napięciowej dla pastylek z polimeru przewodzącego w układzie struktur barierowych.

Wyróżniamy struktury jednobarierowe (metal-półprzewodnik) oraz dwubarierowe złożone z dwóch diod połączonych w układ.

Oba złącza wykonane są z tego samego metalu i nanoszone są metodą próżniową, która zapewnia dostateczną czystość chemiczną złącza. W zależności od zastosowanego metalu układy takie mają różne właściwości, szczególnie różnią się na złączu metal-półprzewodnik. Jeżeli wysokość bariery na złączach jest taka sama wówczas mamy symetryczny układ, jeśli nie to układ jest niesymetryczny. Istotną rolę odgrywa także grubość warstwy półprzewodnikowej, która ma własności elektryczne układu.

Jeżeli dwubarierowy układ posiada grubą warstwę półprzewodnikową to układ jest równoważny dwu zależnym złączom metal-półprzewodnik połączony szeregowo i po przyłożeniu napięcia jedno złącze jest spolaryzowane zaporowo, gdy drugie przewodząco. Jeśli przyłożone napięcie nie jest zbyt wysokie, to transport nośników prądu jest wynikiem emisji ponadbarierowej. Prostoliniowy przebieg zależności natężenia od przyłożonego napięcia wskazuje, że w badany układzie spełnione jest prawo Ohma. Odmienny od prostoliniowego przebieg charakterystyk prądowo-napieciowych wskazuje na prostowniczy charakter złącza i pozwala wyznaczyć wysokość bariery.

Oświadczam, że zapoznałem się z kartami charakterystyk związków wykonywanych w doświadczeniu, i związanymi z nimi zagrożeniami oraz zasadami postępowania w nagłych wypadkach.

Wyniki pomiarów:

	T = 35^0C	T = 25^0C
napiecie	I [A]	I [A]
0,09	6,02E-10	-2,458E-09
0,186	9,33E-09	-4,13E-11
0,282	1,62E-08	3,065E-09
0,378	3,23E-08	6,544E-09
0,474	4,04E-08	9,953E-09
0,569	5,81E-08	1,3404E-08
0,664	6,67E-08	1,7021E-08
0,767	8,51E-08	2,054E-08
0,855	1,03E-07	2,425E-08
0,95	1,3E-07	2,612E-08
1,045	1,36E-07	2,922E-08
1,143	1,51E-07	3,315E-08
1,239	1,73E-07	3,751E-08
1,334	1,87E-07	4,136E-08
1,431	1,94E-07	4,31E-08
1,526	2,2E-07	4,812E-08
1,621	2,48E-07	5,012E-08
1,717	2,74E-07	5,953E-08
1,813	3,08E-07	6,658E-08
1,909	4,44E-07	7,39E-08
2,004	5,25E-07	9,846E-08
3,011	8,8E-07	1,1225E-07
3,907	1,44E-06	1,515E-07
4,861	1,85E-06	1,7024E-07
5,819	2,4E-06	2,021E-07
6,774	2,59E-06	2,543E-07
7,736	3,04E-06	2,984E-07
8,691	3,35E-06	3,307E-07

Otrzymane wyniki przedstawiono na wykresie I = f (V)

Poniższy wykres I = f (V) przedstawia zakres napięcia do U = 2 V

Wyznaczanie wartości przewodnictwa właściwego (σ), ze wzoru:

I=σ*S/d*VU , gdzie:

S-przekrój elektrody = 12.56*10-6 m2

d-grubość SM, d=0.412[mm]

σ- przewodnictwo właściwe

I- natężenie prądu

VU-napięcie

Dla I = f(V) obliczono σ:

Ogólne równanie dla prostej I = f(U) przyjmuje postać: I = a* V + b, gdzie

a = σ*(S/d)

σ = (a*d/s)

W temperaturze 25°C σ = 6,31648 *10^-9 [S/m]

W temperaturze 35°C σ = 6,86162 *10^-9 [S/m]

Wnioski:

W obliczeniach przewodnictwa właściwego przyjęto, że przebieg zależności I = f(V) jest omowy.

Z przeprowadzonych obliczeń i po wyznaczeniu zależności I = f(V) dla różnych temperatur tzn. 25, 35°C zauważono że wartości przewodnictwa niewiele się różnią wartościami. Wartości przewodnictwa są większe dla 35°C.

Błędy mogą być spowodowane problemami z urządzeniem pomiarowym bądź niedokładnym wykonaniem doświadczeniem..

Przewodnictwo zmienia się ze zmianą temperatury w szerszych zakresach temperatur.

---