Albert Makowski Data wykonania ćwiczenia: 29.04.2010r.
Piotr Billing
Malwina Galina
Wydział: W-3
Kierunek: Technologia chemiczna
Rok studiów: 1
Ćwiczenie numer 44a
Pomiar zależności oporu metali i półprzewodników od temperatury.
Prowadzący: mgr inż. Paweł Potasz
I. Zestaw przyrządów:
1. Urządzenie zawierające grzejnik, regulator temperatury, wentylator oraz badane próbki (w sprawozdaniu uwzględniliśmy próbkę 4 oraz 2).
2. Miernik oporu M.
II. Cel ćwiczenia:
Pomiar wartości oporu metalu i półprzewodnika w funkcji temperatury oraz wyznaczenie temperaturowego współczynnika rezystancji (oporu) metalu i szerokości przerwy energetycznej w półprzewodniku.
III. Schemat układu pomiarowego.
IV. Tabele.
Dla próbki z metalu:
t( C ) |
R(kΩ) |
ΔR(Ω) |
a[Ω/C] |
Δa[Ω/C] |
b[Ω] |
Δb[Ω] |
α[1/C] |
Δα[1/C] |
Δα/α [%] |
20 |
109,8 |
0,4294 |
1,71 |
0,01327 |
107,49 |
0,1359 |
0,01591 |
0,00014 |
0,90245376 |
25 |
111,3 |
0,4339 |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
112,7 |
0,4381 |
|
|
|
|
|
|
|
35 |
114,1 |
0,4423 |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
115,8 |
0,4474 |
|
|
|
|
|
|
|
45 |
117,4 |
0,4522 |
|
|
|
|
|
|
|
50 |
119,1 |
0,4573 |
|
|
|
|
|
|
|
55 |
121,1 |
0,4633 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
122,7 |
0,4681 |
|
|
|
|
|
|
|
65 |
124,4 |
0,4732 |
|
|
|
|
|
|
|
70 |
126,3 |
0,4789 |
|
|
|
|
|
|
|
75 |
127,9 |
0,4837 |
|
|
|
|
|
|
|
80 |
129,7 |
0,4891 |
|
|
|
|
|
|
|
85 |
131,5 |
0,4945 |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
133,3 |
0,4999 |
|
|
|
|
|
|
|
95 |
135,0 |
0,505 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
136,8 |
0,5104 |
|
|
|
|
|
|
|
Dla próbki z półprzewodnika:
T ( C ) |
T(K) |
1000/T |
R(kΩ) |
Δ R(Ω) |
ln(R) |
Δ ln(R) |
A |
Δ A |
Eg(J) |
Eg(eV) |
Δ Eg(J) |
Δ Eg(eV) |
20 |
293 |
3,41 |
54,6 |
0,18 |
4,00 |
0,003 |
1,715 |
0,09663 |
4,735 . 10-20 |
0,2955 |
2,65 . 10-21 |
0,0165 |
25 |
298 |
3,36 |
53,4 |
0,18 |
3,98 |
0,003 |
|
|
|
|
|
|
30 |
303 |
3,30 |
52,5 |
0,18 |
3,96 |
0,003 |
|
|
|
|
|
|
35 |
308 |
3,25 |
51,2 |
0,17 |
3,94 |
0,003 |
|
|
|
|
|
|
40 |
313 |
3,19 |
49,0 |
0,17 |
3,89 |
0,003 |
|
|
|
|
|
|
45 |
318 |
3,14 |
45,2 |
0,16 |
3,81 |
0,003 |
|
|
|
|
|
|
50 |
323 |
3,10 |
41,4 |
0,14 |
3,72 |
0,003 |
|
|
|
|
|
|
55 |
328 |
3,05 |
37,5 |
0,13 |
3,62 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
60 |
333 |
3,00 |
34,7 |
0,12 |
3,55 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
65 |
338 |
2,96 |
32,4 |
0,12 |
3,48 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
70 |
343 |
2,92 |
29,5 |
0,11 |
3,38 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
75 |
348 |
2,87 |
27,0 |
0,10 |
3,30 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
80 |
353 |
2,83 |
24,7 |
0,09 |
3,21 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
85 |
358 |
2,79 |
22,0 |
0,09 |
3,09 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
90 |
363 |
2,75 |
19,8 |
0,08 |
2,99 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
95 |
368 |
2,72 |
18,2 |
0,07 |
2,90 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
100 |
373 |
2,68 |
16,3 |
0,07 |
2,79 |
0,004 |
|
|
|
|
|
|
V. Obliczenia i użyte wzory.
Dla próbki z metalu:
Temperaturowy współczynnik oporu α:
Błąd temperaturowego współczynnika oporu α:
Dla próbki z półprzewodnika:
Szerokość przerwy energetycznej Eg:
Błąd szerokości przerwy energetycznej Eg:
VI. Sporządzone wykresy.
Dla metalu:
Dla półprzewodnika:
Gdzie:
y- równanie prostej
k- współczynnik korelacji
VII. Wnioski.
Na podstawie pomiarów można wysunąć wniosek, że oporność przewodnika metalowego wraz ze wzrostem temperatury rośnie, a rezystancja półprzewodnika wraz ze wzrostem temperatury maleje. Oznacza to, że w wyższej temperaturze przewodnik metaliczny gorzej przewodzi prąd niż w niskiej temperaturze, a w przypadku półprzewodnika sytuacja jest odwrotna czyli lepiej przewodzi prąd wraz ze wzrostem temperatury.
2
Wyszukiwarka