54915

BADANIE ZALEŻNOŚCI TEMPERATUROWEJ OPORU PÓŁPRZEWODNIKA (TERMISTORA)

Półprzewodnik jest to materiał, którego przewodnictwo elektryczne w temperaturze pokojcwej ma wartość pośrednią pomiędzy pośrednictwem metali i izolatorów. Półprzewodniki cechuje własność, że opór elektryczny maleje wraz ze wzrostem temperatury w pewnym zakresie, podczas gdy opór elektryczny dla metali rośnie. W półprzewodnikach rozróżniamy dwa rodzaje przewodnictwa

-    przewodnictwo samoistne

-    przewodnictwo domieszkowe

Przewodnictwo samoistne jest uwarunkowane przejściem elektrono w z zapełnionego pasma walencyjnego do pustego pasma przewodnictwa. W wysokich temperaturach wystarcza wzbudzenie termiczne, aby przerzucić niektóre elektrony z pasma walencyjnego do pustego pasma przewodnictwa Gdy elektron zostanie przeniesiony do pasma przewodnictwa, to w paśmie walencyjnym zostaje puste miejsce, które nazywa się dziurą.

Przewodnictwo domieszkowe (nie samo istne) jest uwarunkowane obecnością w nim domieszek. Atomy domieszek nazywamy donorami, jeżeli wprowadzają obsadzone poziomy energetyczne z którymi elektrony mogą być łatwo podniesione do pasma przewodnictwa kryształu. Atomy domieszek nazywamy akceptorami, jeżeli wprowadzają one nieobsadzone poziomy energetyczne, do których elektrony mogą być łatwo przeniesione z pasma walencyjnego kryształu, pozostawiając w nim dziury.

W ćwiczeniu badamy zależność temperaturową oporności termistora, czyli oporu sporządzanego z materiału półprzewodnikowego. Termistory wykonuje się z tlenków miedzi (Cu₂0, CuO), tlenków magnezu (Mn₂0, Mn O) lub mieszaniny tlenków. Cechą charakterystyczną termistora jest silna zależność oporu od temperatury.

W naczyniu z gliceryną znajduje się termistor A. Naczynie podgrzewamy na grzejniku, podłączonym do sieci poprzez autotransformator. Za pomocą autotransformatora ustalamy napięcie zasilania na około 10CW. Temperaturę kąpieli glicerynowej i zanurzonego w niej termistora zmieniamy w zakresie od 20“C do 100*C, mierząc co 10‘C opór termistora za pomocą mostka Wheatstone 'a. W drugiej części ćwiczenia zdejmujemy charakterystykę prąd owo-napięć i ową termistora umieszczonego w powietrzu, a następnie w glicerynie o temperaturze pokojowej. Termistor można ogrzać nie tylko przez podniesienie temperatury otoczenia, ale także przez przepuszczenie prądu elektrycznego. Wyniki zestawiamy w tabelce.

mA