LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH
GRUPA I	Temat: Wpływ temperatury na półprzewodnik (termistory) oraz na złącze p-n.			Uwagi :
		Ocena :
Autor sprawozdania :	Odpowiedź :	Sprawozdanie :	Wykonanie ćwiczenia :	Data :

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i podstawowymi parametrami termistorów oraz wpływem temperatury na złącze p-n.

Wykaz przyrządów

Termistor NTC

Woltomierz napięcia stałego

Zasilacz stabilizowany

Miliamperomierz prądu stałego

Piecyk

Tranzystor

Pomiar charakterystyki rezystancyjno temperaturowej termistora

Schemat pomiarowy:

Tabela pomiarowa

T[K]	1/T [1/K]	R []
363	0,00276	6,9
358	0,00279	8,0
353	0,00283	9,3
348	0,00287	10,6
343	0,00292	12,1
338	0,00296	13,7
333	0,00300	15,8
328	0,00305	18,2
323	0,00310	21,0
318	0,00315	24,3
313	0,00319	27,5

Wyznaczenie stałej 

R_T1=13,7 

R_T2=21,0 

T₁=338K

T₂=323K

Wyznaczenie _ w temperaturze otoczenia:

B = 3092 K

T = C =  

Wyznaczenie R25 w temperaturze otoczenia:

Z wykresu odczytaliśmy R , tj. rezystancje termistora dla 1/T=0 . Wyniosła ona ok. 5 [m  

Wpływ temperatury na złącze

Schemat pomiarowy:

1. polaryzacja w kierunku zaporowym

2. polaryzacja w kierunku przewodzenia

Tabela pomiarowa:

lp.	T [K]	1/T [1/K]	I [mA]	U [mV]
1	343	0,00292	0,507	404
2	338	0,00296	0,365	441
3	333	0,00300	0,212	474
4	328	0,00305	0,136	501
5	323	0,00310	0,093	522
6	318	0,00315	0,062	540
7	313	0,00319	0,033	554

Wyznaczenie szerokości pasma zabronionego W_g:

Na prostoliniowym odcinku charakterystyki temperaturowy współczynnik napięcia, który jest równy współczynnikowi nachylenia prostej, wynosi około -4 [mV/K]. Wraz ze wzrostem temperatury współczynnik ten rośnie (co do wartości bezwzględnej) , tzn. zmiana temperatury o jeden [K] powoduje spadek napięcia o więcej niż 4[mV].

Korzystając ze wzoru

przy założonym temperaturowym współczynniku napięcia równym -4 mV/K , obliczam szerokość przerwy zabronionej dla następujących wartości U i T:

U = 0,554[V] T = 313[K] (40 C)

Chcąc otrzymać wynik w elektronowoltach wykonuję następujące przekształcenie:

ponieważ 1[eV] = 1,60219*10^-19 [J] otrzymaną wartość dzielę przez tę liczbę i w rezultacie otrzymuję wynik w [eV] :

W_g = 0,6223 [eV]

Widać więc, że jest to wynik przybliżony do tego jakiego należałoby się spodziewać w przypadku złącza germanowego.

Gdyby zaś za W_g podstawić wartość teoretyczną 0,7 [eV] i dla tych samych wartości napięcia i temperatury liczyć temperaturowy współczynnik napięcia z w/w wzoru to otrzymalibyśmy wynik:

Wynik ten jest zbliżony do tego jaki odczytaliśmy z wykresu.

Następnie dla wyznaczonej szerokości pasma zabronionego obliczam temperaturowy współczynnik prądu :

dla T=40^oC (313K) wyrażenie to przyjmuje wartość

Wnioski:

Ponieważ badany termistor był termistorem typu NTC, więc wraz ze wzrostem temperatury jego rezystancja malała. Odczytana z wykresu rezystancja termistora dla 1/T=0 pokrywa się z założeniami teoretycznymi tj. dla dużego wzrostu temperatury obserwujemy małą rezystywność badanego elementu . Także obliczone przez nas parametry (  ,  , R25 pokrywają się z wartościami oczekiwanymi.

Z charakterystyki U=f(T) złącza p-n wynika, że wraz ze wzrostem temperatury napięcie na diodzie spada, czyli wraz ze wzrostem temperatury wzrasta konduktywność złącza. Z charakterystyki I=f(1/T) wynika, że wraz ze wzrostem temperatury wzrasta prąd wsteczny diody . Obliczona wartość W_g na podstawie charakterystyki złącza w kierunku zaporowym różni się od obliczonej w kierunku przewodzenia (0,6223 [eV]) i wynosi ok. 0,8461[eV]. Różnica ta najprawdopodobniej wynika z tego, iż pomiar małych prądów jest trudniejszy, niż pomiar napięcia i niesie ze sobą większe błędy.

---