POLITECHNIKA WROCŁAWSKA	Sworowski Łukasz	Wydział: Elektryczny Rok: II Grupa: Rok Akademicki: 2003/2004
LABORATORIUM FIZYKI
Data ćwiczenia: 29.10.2003r.	Temat: Pomiar zależności oporności metali i półprzewodników	Ocena:
Nr ćwiczenia: 44	od temperatury	Podpis:

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było badanie zależności rezystancji metali i półprzewodników do temperatury. Zależność ta ma różne źródło w zależności od materiału. Dla metali rezystancja rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Spowodowane jest to wzrostem energii kinetycznej atomów wraz ze wzrostem temperatury metalu.

W wyniku tego rośnie amplituda drgań tych atomów, rośnie więc prawdopodobieństwo zderzeń z przepływającymi elektronami.

W wyniku tego maleje ruchliwość elektronów i rośnie rezystancja metalu.

W półprzewodnikach natomiast wraz ze wzrostem temperatury rezystancja maleje. Dzieje się tak dlatego, że elektrony w atomach mając większą energie łatwiej mogą przeskoczyć przez tzw. przerwę energetyczną i znaleźć się w paśmie przewodnictwa. Rośnie więc przewodnictwo samoistne i maleje rezystancja.

2. Opis ćwiczenia.

W ćwiczeniu mieliśmy określić jaki wpływ ma temperatura na rezystancję metali

i półprzewodników. W tym celu w specjalnie zbudowanym do tego celu układzie dokonywaliśmy pomiarów rezystancji dwóch próbek przy wzroście temperatury co 5[K] zaczynając pomiary od temperatury 298[K] a kończąc na temperaturze 363[K]. Po kilku przeprowadzonych pomiarach stwierdziliśmy, że mamy do czynienia w obu przypadkach z półprzewodnikiem.

3. Spis przyrządów użytych w doświadczeniu.

- urządzenie zawierające grzejnik, regulator temperatur, wentylator oraz dwie próbki półprzewodnika;

- multimetr do pomiaru rezystancji F2-IVh-750

4.Schemat układu pomiarowego.

5. Tabele pomiarowe z wynikami.

Temperatura początkowa t_pocz=21,4[^oC]

Rezystancja początkowa próbki1 R_pocz=12,29[k Ω]

Rezystancja początkowa próbki2 R_pocz=6,39[k Ω]

Lp.	Temperatura		Rezystancja		Rezystancja		LnR		1000/T
						Próbka 1		Próbka 2		Próbka 1	Próbka 2
		^0C	K	kΩ	Ω	kΩ	Ω	Ω	Ω	1/K
1	25	298	12,09	12090	6,19	6190	9,40	8,73	3,36
2	30	303	11,49	11490	5,68	5680	9,35	8,64	3,30
3	35	308	10,59	10590	5,09	5090	9,27	8,53	3,25
4	40	313	9,19	9190	4,39	4390	9,13	8,39	3,19
5	45	318	8,19	8190	3,89	3890	9,01	8,27	3,14
6	50	323	7,06	7060	3,29	3290	8,86	8,10	3,10
7	55	328	6,69	6690	3,09	3090	8,81	8,04	3,05
8	60	333	5,69	5690	2,59	2590	8,65	7,86	3,00
9	65	338	5,09	5090	2,29	2290	8,53	7,74	2,96
10	70	343	4,39	4390	1,99	1990	8,39	7,60	2,92
11	75	348	3,99	3990	1,69	1690	8,29	7,43	2,87
12	80	353	3,49	3490	1,49	1490	8,16	7,31	2,83
13	85	358	3,09	3090	1,29	1290	8,04	7,16	2,79
14	90	363	2,89	2890	1,27	1270	7,97	7,15	2,75

5. Obliczenia.

Przykład dla półprzewodnika 1.

Wyznaczenie szerokości pasma zabronionego dla półprzewodnika1

6. Wnioski.

Błędy którymi obarczone są wyniki otrzymane w ćwiczeniu zostały spowodowane przyczyną :

• odczyt temperatury na skali termometru przy szybkich zmianach jej wartości był jedynie przybliżony co spowodowało niewielkie rozbieżności wyników (dla tej samej temperatury) otrzymanych przy ogrzewaniu

i chłodzeniu rezystorów ,

Charakterystyki wyznaczone podczas wykonywania ćwiczenia (zarówno zależność lnRt=f(1000/T) , jak i Rm=f(t)) mają postać „linii prostych” , zgodnie z wytycznymi teoretycznymi na ten temat . Różnice między ogrzewaniem i schładzaniem

(dla metalu nieznaczne) wynikają z dużych i szybkich zmian temperatury,

w przypadku schładzania prędkość zmian temperatury ma istotne znaczenie

dla dokładności wyników pomiarów ponieważ w doświadczeniu zakładaliśmy równowagę termodynamiczną dla badanych materiałów.

Zjawisko zmiany wartości rezystancji pod wpływem zmian temperatury znalazło szerokie zastosowanie w technice . Często stosowane są termometry oporowe platynowe pozwalające mierzyć temperatury w zakresie od -200 do +550C .

2

---