201, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, 201


Nr ćwicz:

201

Data:

06.03.2012r

Imię i Nazwisko:

Bartosz Piasecki

Wydział:

BMiZ

Semestr:

II

grupa ZP3

nr lab. 1

Prowadzący: dr Wanda Polewska

Przygotowanie:

Wykonanie:

Ocena ostat.:

Temat: Wyznaczanie zależności przewodnictwa od temperatury

dla przewodników i półprzewodników

1. Wstęp teoretyczny

Zgodnie z prawem Ohma:

0x01 graphic

gdzie: j - gęstość prądu , E - natężenie pola elektrycznego, σ - przewodnictwo elektryczne,

Przewodnictwo elektryczne określone jest wzorem :

0x01 graphic

Gdzie :n , p - koncentracje nośników , n , p - ruchliwość nośników .

Ponieważ koncentracja i ruchliwość zależą od temperatury i rodzaju materiału , więc przewodnictwo elektryczne także zależy od tych czynników .

W półprzewodnikach decydujący wpływ na przewodnictwo ma koncentracja nośników. W przypadku półprzewodników samoistnych koncentracja elektronów i dziur jest taka sama i wynosi :

0x01 graphic
Eg - szerokość pasma zabronionego

Natomiast w półprzewodnikach domieszkowych koncentracje określone są poprzez poziomy energetyczne (zależnie od typu półprzewodnika ) 0x01 graphic
- donorowy , 0x01 graphic
- akceptorowy , oraz poprzez temperaturę :

0x01 graphic
0x01 graphic

Uwzględniając powyższe równania otrzymujemy wzór na temperaturową zależność przewodnictwa dla półprzewodników :

0x01 graphic

0x01 graphic
jest jedną z wielkości 0x01 graphic
lub 0x01 graphic
zależnie od typu półprzewodnika .

W odpowiednio niskich temperaturach można zaniedbać w powyższym wzorze pierwszy składnik , natomiast w wysokich temperaturach ( po nasyceniu poziomów domieszkowych ) można zaniedbać składnik drugi . Odpowiednio dla tych dwóch przypadków wzór przyjmie postać :

0x01 graphic
lub 0x01 graphic

Logarytmując jeden z powyższych wzorów otrzymamy zależność :

0x01 graphic

Z wykresu tej zależności można odczytać zależność przewodnictwa od temperatury.

2. Pomiary

Błąd pomiaru temperatury zarówno dla przewodnika jak i półprzewodnika wynosi

0x01 graphic

Błąd pomiaru oporu dla przewodnika wynosi 0x01 graphic

Tabela przedstawiająca wyniki pomiarów rezystancji od temperatury przewodnika

L.p.

R [Ω]

T [K]

1

121,1

303,55

2

122,1

308,35

3

124,8

313,95

4

120,1

318,35

5

122,3

323,15

6

123,6

328,55

7

125,1

333,35

8

127

338,75

9

128,9

343,25

Względny błąd pomiaru oporu dla półprzewodnika wynosi 0x01 graphic

Tabela przedstawiająca wyniki pomiarów rezystancji od temperatury półprzewodnika

L.p.

R [Ω]

T [K]

1/T [1/K]

ln(1/R)

1

191400

303,55

0,003294

-12,162

2

160700

308,35

0,003243

-11,987

3

129100

313,95

0,003185

-11,768

4

107400

318,35

0,003141

-11,584

5

87900

323,15

0,003095

-11,384

6

72100

328,55

0,003044

-11,186

7

60200

333,35

0,003000

-11,005

8

51000

338,75

0,002952

-10,840

9

42500

343,25

0,002913

-10,657

3. Analiza pomiarów

Współczynnik nachylenia prostej ln(1/R)=f(1/T) obliczony metodą regresji liniowej wynosi :

a = -3972,7

Błąd obliczenia współczynnika nachylenia a wynosi:

Δa = 39,1386

Energię poziomu domieszkowego obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Błąd wyznaczenia poziomu domieszkowego:

0x01 graphic

0x01 graphic

Wynik końcowy: 0x01 graphic

4. Wykresy

5. Wnioski

Ćwiczenie miało na celu wyznaczenie zależności przewodnictwa od temperatury dla półprzewodników i przewodników. Zależność ta jest przedstawiona na załączonych wykresach. Dla półprzewodnika wyznaczyliśmy dodatkowo wykres zależności ln(1/R)=f(1/T), z którego odczytaliśmy wartość energii poziomu domieszkowego za pomocą regresji liniowej. Należy jednak pamiętać, że dokonane pomiary mogą być niedokładne a nawet nielogiczne (np. pomiar rezystencji dla przewodnika); co ma wpływ na końcowy wynik.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Super 201, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fiz
201 kaczy, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, 201
206e, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
104, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
204pl, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, wszystkie laboratoria z 1 prac
104e, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
100, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
Lab fiz 302, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, wszystkie laboratoria z
108-2, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka
teoria do 109, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, wszystkie laboratoria
spr 2, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza
309 l, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka
306table, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizy
305 l, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka
TABELKA DLA RURKI Z GAZEM NUMER 1, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, La
oblicz prętów, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza,

więcej podobnych podstron