Badanie zależności metalu i półprzewodnika od temperatury, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Badanie zależności metalu i półprzewodnika od temperatury


Łukasz Grzeczkowicz

IwT gr Aa gr II

Badanie zależności metalu i półprzewodnika od temperatury

TEORIA:

Elektrony w paśmie przewodnictwa przemieszczają się swobodnie w całej objętości kryształu. W czasie tego chaotycznego ruchu ulegają one rozproszeniu na mechanicznych defektach sieci lub wywołanych drganiach. Średni czas między kolejnymi rozproszeniami nazywamy czasem relaksacji. Elektrony swobodne przemieszczają się w paśmie przewodnictwa w całej objętości kryształu z prędkością rzędu, pręd. Termiego.

Zakaz Pauliego mówi nam, że w atomie nie mogą istnieć dwa elektrony których stan kwantowy nie różnił by się przynajmniej jedną liczbą kwantową. Inaczej przy zbliżeniu N-atomów ich wyższe poziomy energetyczne łączą się we wspólne dla ciała kryształy pasm składające się z N blisko siebie położonych poziomów, z których każdy może zmieścić 2 elektrony o przeciwnych spinach i nazywamy pasmami energetycznymi, z których najwyższe jest pasmo walencyjne lub podstawowe a pasmo nad nimi to pasmo przewodnictwa. Pod względem przewodnictwa elektrony ciała dzielą się na: przewodniki, półprzewodniki oraz dialelektryki i izolatory (substancja nie posiada zapełnionych pasm energetycznych).

W temperaturze zera bezwzględnego dialelektryki i półprzewodniki są idealnymi izolatorami. Pod wpływem temperatury część elektronów (mała) może być przeniesiona z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa zgodnie z zależnością:

λ- Współczynnik temp. oporu

V0- Częstość rozproszeń wywołana defektami mech. lub atomami

V1- Częstość rozproszeń wywołana defektami cieplnymi obcymi

μ- Gęstość swobodna ładunków

Opór właściwy metali rośnie liniowo z temp.

R = Ro[1 + λ( T- To)]

Ro- opór w temperaturze równej 00C lub w temperaturze otoczenia

Oddzielną grupę przewodników stanowią stopy oporowe o składzie dobranym tak, że ich oporność Właściwa praktycznie nie ulega zmianie w szerokim zakresie temperatur.

Mostek Wheatsona- jeżeli badanym oporem jest R3=RX wówczas przy ustalonych oporach R1,R2 tak odbieramy opór R4, aby przez galwanometr nie popłynął prąd. Prąd nie będzie płynął jeżeli będzie spełnione:

I3R3 = I1R1 I3 = I4

I4R4 = I2R2 I1 = I2

z których otrzymujemy:

Jeżeli mamy opór R4 i znamy stosunek oporów R1 i R2 to wyznaczamy R3 czyli RX.

Opór w metalach zależy od częstości rozproszeń. Składa się ona z niezależnej od temp. częstości Vo wywołanej defektami mech. i atomami obcymi V1 wywołanej defektami cieplnymi.

Obliczenia:

Cu

Termistor

T

[0C]

T

[K]

X=T-T0

[K]

y=R

[Ω]

x'=1/T

[K-1]

R'

[Ω]

y'=ln(R')

21

294

0

2380

0,0034

2600

7,863267

25

298

4

2380

0,0034

2100

7,649693

30

303

9

2410

0,0033

1760

7,473069

35

308

14

2440

0,0032

1410

7,251345

40

313

19

2480

0,0032

1120

7,021084

45

318

24

2520

0,0031

980

6,887553

50

323

29

2570

0,0031

810

6,697034

55

328

34

2600

0,0030

670

6,507278

60

333

39

2640

0,0030

550

6,309918

65

338

44

2690

0,0030

460

6,131226

0x01 graphic

Wykres zależności oporu drutu miedzianego R od przyrostu temperatury x=T-T0.

0x01 graphic

Obliczenia :

Za pomocą regresji liniowej wyznaczam współczynnik temperatury oporu α.

0x01 graphic

0x01 graphic

gdzie

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Stosując regresję liniową, wyznaczam szerokość przerwy energetycznej Eg termistora :

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

gdzie kB to stała Boltzmana

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

3



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
4. Badanie drgań własnych metodą rezonansu, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria
wahadlo torsyjne, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria
wahadłorewersyjne, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Wyznaczanie przyspiesze
przyśpieszenie ziemskie, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Wyznaczanie przys
Wyznaczanie momentu bezwładności żyroskopu1, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratori
ABCDEF, Akademia Morska, semestr 1, Fizyka
cwicz 7, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Wyznaczanie stosunku CpCv
Podstawowa Teoria na Laboratoria Fizyki, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, W
wahadłorewersyjne2, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria, Wyznaczanie przyspiesz
Dekrement tłumienia - Sprawozdanie - Bez obrazka, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Labor
Ciepło topnienia i parowania - Sprawozdanie, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratori
badanie zaleźności temp oporu półprzewodnika, Politechnika Opolska, 2 semestr, Fizyka - Laboratorium
Zależność temperaturowa oporu półprzewodnika - 4, Politechnika Opolska, 2 semestr, Fizyka - Laborato
SprawozdanieTyrystor ppm, Akademia Morska, semestr 5, Półprzewodnikowe przyrządy mocy - LABORATORIUM
bibek spiral nie dla psa kielbasa, Akademia Morska, semestr 3, Projektowanie i konstrukcja Uządzeń (
cw07, Akademia Morska, 1 rok, Fizyka, FIZYKA1, fiza
Urządzenia nawigacyjne - Notatka do Kolokwium z wykładów, Akademia Morska, I semestr, urządzenia naw

więcej podobnych podstron