27824

1

1

llrćw. 209			Wydział Elektryczny	Seinestr III	Gnę a nr wtorków a SodzS.OO
			ft?y$otowanie	■Wykonanie	Ocena ost.

Wyznaczanie stałej Boltzmannaz cha/akterysV^k' tranzystora

Wprowadzenie:

Srał* Boltzmanna, oznaczana pi zez k. Jest unlweisaln^ stati) fizyczny okieślonsi pizez stosunek dwóch Innych stałych:stałej gazowej R MlczbyAwogaida Na :

_k. JL

n_a

W klneycznej teoill gazów wykazuje się. Ze siednia ereigia klretyczna mchu cle piw go czs^tkl w temp. T. pi zy padając a na Je den stopień swobody, wynosi ( 12) kT I nie z ale źy od lodzaju mchu, ani wielkości c z«^ Hel.

Stała Bottzmaha występuje we ws zystklch lównanlach zawleiaj^cych kl^yczne lub kwantowe funkcje lozkładu ewigerycznego cząstek. Pizykład:

-pi^d pyn^cy pizez zliczę p-n dwóch półpize wodników o ió2nych typach pizewodnlctwa opisany Jest wyia2enlem zawleiaj^cym wyiaz wykładniczy, w któiym występuje Iloczyn kT

I = I.(e^-l)

W powyższym lównanlu V-oznacza pizyłoZone do złącza napięcie, e-ładunek elektionu, U - pi ^d wsteczny.

V/ ćwiczeniu wykoizystamy lównanie w któiym te2 występuje stała Boltzmanna. Otóż pi^d płynący pizez tiahzystoi pizy zwanym obwodzie kolektoi-emltei zmienia się z napięciem Ut* zgodnie z lównaniem:

I_k = V ^kI

LogaiytmuJ^c obustionnle powyższe lównanie otizymujemy:

ln I -ln I. +-U_K

^k    O _kT =

Spoiz^dzaJ^c wyki es funkcji ln Ir = ffUpt) onzymamy linię piostę, któiej k^t nachylenia wynosi \ga = efkT. Znając zatem kąt nachylenia I tempeiatuię znajdujemy waitos c stałej Boltzmanna.

-ife «

Obliczenia

Zale2nosć pis^du od napięcia wyznaczamy dla kilku tempeiatui. V/ tym celu tianz>stoi umieszczamy w dopasowany otwoize pięta miedzią w go. dobize pi ze wodząc ego ciepło, a pięt zanuizamy częściowo w cieczy znajdującej się w naczyniu Dewaia. Pfeiwszy pomlai wykonujemy dla

mieszaniny wory z lodem, któiej tempeiatui a wynosi okO^C . Następny pomlai wykonujemy dla wody o

tempeiatuize ok. ZS^&C l woty podgizahej do temp. ok. 50°C. Po wlaniu woty do naczynia Dewaia należy odczekać kilka minut, aby tempeiatuia ustaliłaś lę. Waitoścl te mpeiatuiy odczytujemy nateimometize.

Do obliczeń wykoiz>stuję dane otizymane w wyniku doświadczenia [ na zały zorej kartce].

Obliczam waitość ln lt odpowiednio dla każdego napięcia U»l następnie iys.uję wykies funkcji lt = f(Unt) (iys.1. na załączonej kaitce). Koizystaj^c z tegiesji liniowej obliczam lównanie piostej. któiej k^t nachylenia do osi x pozwoli ml wyliczyć stał^ k.

Regiesję liniowy obliczam z następującego wzoiu: y = ax * b

L^x-y.

a =-

Ł^x-Ły-

(£>V

n

gdzie x - wym pizypadku Utt ;y - ln lt 0 o ob lic ze ń wykoi z>s tuję pi ogi a m s tat>s tycz ny 5. 5 zuby. A oto otizymane wyniki:

1