Изучение температурной зависимости электрического сопротивления проводников и полупроводником

Страницы работы

Содержание работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ
БЕЛАРУСЬ

Гомельский государственный технический университет

имени П.О.Сухого

Кафедра физики

Лабораторная работа № 2-5

Изучение температурной зависимости электрического               сопротивления проводников и полупроводником.

Выполнил студент гр. ЭАПК-11                                                                  Воронище Д.А.

Принял преподаватель

Курбатова Л.М.

г. Гомель, 2007

Лабораторная работа № 2-5

Тема:         Изучение температурной зависимости электрического               сопротивления проводников и полупроводником.

Цель работы: Изучить зависимость электрического сопротивления проводников и полупроводником от температуры, рассчитать величину энергии активации для полупроводников и величину термического коэффициента электросопротивления проводника.

Приборы и принадлежности:    Сушильный шкаф, два электронных вольтметра В7-27, образцы проводов и полупроводников.

Теоретическая часть

1.     Придвижении в металлах электроны проводимости испытывают соударения с ионами решетки. Между двумя последовательными соударениями, электроны движутся под действием поля с ускорением, приобретают определенную энергию. Эта энергия передается полностью или частично положительным ионам при соударениях и превращается в тепло. Причина электрического сопротивления заключается в соударениях электронов с положительными ионами решетки метала, с повышением температуры метала усиливается хаотическое движение ионов решетки, затрудняя упорядоченное движение электронов, что увеличивает сопротивление проводников. Для чистых металлов с ростом температуря сопротивление увеличивается линейно , где - сопротивление при t=00C - сопротивление при t0С;  - термодинамический коэффициент сопротивления, равный примерно 1/273.

2.     При наложении внешнего электрического поля электроны приобретают дополнительное упорядоченное движение в направлении противоположном направлению поля, т. е. возникает ток.

3.      Как известно, величина электропроводимости зависит от концентрации носителей заряда и их подвижности. Для полупроводников существуют такие пределы концентрации зарядов и их подвижности, что обуславливает изменение электропроводимости на 13-14 порядков выше, чем у проводников. Исследование температурной зависимости сопротивления  полупроводников показало, что сопротивление полупроводников с ростом температуры резко уменьшается по экспоненциальному закону вида , где - сопротивление полупроводника при температуре T; - коэффициент, характеризующий зависимость подвижности носителя заряда от  температуры; k – постоянная Больцмана; - энергия активизации полупроводника.          

Ход работы.

1.       Снимаем показания с электронных вольтметров (температуру и сопротивление проводника и полупроводника), все данные заносим в таблицу:

 t, 0C

30

40

50

60

70

80

90

100

T, k

303

313

323

333

343

353

363

373

 Rмет

1,14

1,14

1,15

1,16

1,18

1,2

1,23

1,25

 Rп.п.

0,19

0,18

0,15

0,13

0,1

0,08

0,06

0,04

 Ln(Rп.п.)

 -1,66

-1,71 

-1,9 

-2,04 

-2,32 

-2,54 

-2,81 

-3,22 

1/

0,0033 

0,0032 

0,0031 

0,003 

0,0029 

0,0028 

0,0027 

0,0026 

2.       Строим график температурной зависимости проводника:

    По построенному графику находим сопротивления R1 и R2  при температуре T1 и T2 и по формуле  определяем значение температурного коэффициента метала. При T1=338     R1=1,17    T2=348      R2=1,19       

3.      Строим график температурной зависимости полупроводника:

4.       График зависимости сопротивления полупроводника от обратной температуры в полулогарифмическом масштабе ln(Rп.п)=f(1/T):

    Выделяем на полученном графике прямолинейный участок. Определяем значение ln(Rп1) и ln(Rп2) для величин 1/T1  и 1/T2. По формуле  находим величину энергии активации полупроводника:  ln(Rп1)=-1,9,   ln(Rп2)=-2,4,   1/T1=0,00305,  1/T2=0,002805

5.      Вывод:   В результате проделанной работы мы изучили температурную зависимость проводника, температурную зависимость полупроводника, определили значение температурного коэффициента метала () и величину энергии активации полупроводника ().

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
134 Kb
Скачали:
0