14709

Исследования температурной зависимости электропроводности невырожденных полупроводников

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лист ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 4 Исследования температурной зависимости электропроводности невырожденных полупроводников по дисциплине Физика твердого тела Цель работы Изучение физических явлений и закономерностей в невыр...

Русский

2013-06-09

91.04 KB

7 чел.

Лист

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 4

«Исследования температурной зависимости электропроводности невырожденных полупроводников»

по дисциплине «Физика твердого тела»

  1.  Цель работы

Изучение физических явлений и закономерностей в невырожденных полупроводниках при изменении температуры окружающей среды.

Экспериментальное исследование зависимости электропроводности невырожденных полупроводников от температуры.

  1.  Используемые приборы
  2.  Нагревательная камера;
  3.  Нагревательный элемент, Т1;
  4.  Вольтметр универсальный B7-16A, V1;
  5.  Набор термисторов и сопротивлений;

  1.  Схема измерений

Рисунок 1 — Схема измерений

  1.  Результаты экспериментальных исследований

Таблица 1 — Экспериментальные данные и значения сопротивления 1 образца

Температура, К

Сопротивление, Ом

35

22650

40

17630

45

13960

50

11310

55

9370

60

7910

65

6750

70

5750

75

4830

80

3960

85

3170

90

2530

95

2170

100

2090

Таблица 2 — Экспериментальные данные и значения сопротивления 2 образца

Температура, К

Сопротивление, Ом

35

3260

40

2930

45

2532

50

2130

55

1820

60

1570

65

1350

70

1180

75

1030

80

861

85

700

90

580

95

500

100

440

Таблица 3 — Экспериментальные данные и значения сопротивления 3 образца

Температура, К

Сопротивление, Ом

35

340

40

275

45

207

50

163

55

137

60

118

65

99

70

85

75

73

80

60

85

47

90

37

95

31

100

30

Таблица 4 — Экспериментальные данные и значения сопротивления 4 образца

Температура, К

Сопротивление, Ом

35

1733

40

1738

45

1745

50

1753

55

1763

60

1771

65

1784

70

1798

75

1816

80

1842

85

1876

90

1915

95

1953

100

1972

Таблица 5 — Экспериментальные данные и значения сопротивления 5 образца

Температура, К

Сопротивление, Ом

35

1047

40

1047

45

1047

50

1047

55

1047

60

1047

65

1047

70

1047

75

1047

80

1047

85

1047

90

1047

95

1047

100

1047

Таблица 6 — Экспериментальные данные и значения сопротивления 6 образца

Температура, К

Сопротивление, Ом

35

13

40

9

45

7

50

6

55

5

60

4

65

3,5

70

3,2

75

2,9

80

2,3

85

2

90

1,5

95

1

100

0,7

         

Далее представлены графики зависимостей  от   для 6 исследуемых образцов полупроводников.

Рисунок 2 — Зависимость  от  для 1 образца ММТ-4

Рисунок 3 — Зависимость  от  для 2 образца ММТ-4

Рисунок 4 — Зависимость  от  для 3 образца ММТ-4

Рисунок 5 — Зависимость  от  для 4 образца, катушки из меди

Рисунок 6 — Зависимость  от  для 5 образца, катушки из константана

Рисунок 7 — Зависимость  от  для 6 образца ММТ-13а

Рисунок 8 - Зависимость  от  для всех образцов

В приведенных ниже таблицах представлены результаты расчетов коэффициентов.

Таблица 7 — Значения коэффициента В и энергии ионизации (в Дж и эВ) для исследуемых образцов

№ образца

Коэффициент B, К

Энергия ионизации, Дж

Энергия ионизации, эВ

1

128,3152

2

107,8381

3

130,7249

4

-6,9566

5

0

0

0

6

157,3182

Таблица 8 — Значения ТКС для исследуемых образцов при различных температурах

Температура

Температурный коэффициент сопротивления,

1

2

3

4

5

6

35

-0,10475

-0,088031

-0,10671

0,005679

0

-0,12842

40

-0,0802

-0,067399

-0,0817

0,004348

0

-0,09832

45

-0,06337

-0,053253

-0,06456

0,003435

0

-0,07769

50

-0,05133

-0,043135

-0,05229

0,002783

0

-0,06293

55

-0,04242

-0,035649

-0,04321

0,0023

0

-0,05201

60

-0,03564

-0,029955

-0,03631

0,001932

0

-0,0437

65

-0,03037

-0,025524

-0,03094

0,001647

0

-0,03724

70

-0,02619

-0,022008

-0,02668

0,00142

0

-0,03211

75

-0,02281

-0,019171

-0,02324

0,001237

0

-0,02797

80

-0,02005

-0,01685

-0,02043

0,001087

0

-0,02458

85

-0,01776

-0,014926

-0,01809

0,000963

0

-0,02177

90

-0,01584

-0,013313

-0,01614

0,000859

0

-0,01942

95

-0,01422

-0,011949

-0,01448

0,000771

0

-0,01743

100

-0,01283

-0,010784

-0,01307

0,000696

0

-0,01573

  1.  Выводы

В данной работе я изучил зависимость сопротивления термисторов от температуры. Также я получил коэффициент температурной чувствительности и температурный коэффициент сопротивления для каждого исследуемого материала.

По полученным зависимостям можно сделать вывод о том, что материалы под номером 1, 2, 3, 6 являются термисторами, так как их сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Это также подтверждается отрицательным значением температурного коэффициента сопротивления для этих образцов. Материал №4 – медная катушка, и её сопротивление с увеличением температуры увеличивается. Материал №5 – константан (термостабильный сплав), его сопротивление слабо зависит от температуры.

Результаты таблицы 7 показывает, что энергия ионизации у терморезисторов больше чем у проводников. Чем больше энергия ионизации, тем шире запрещённая зона материала и тем хуже он отдаёт электроны.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75436. Давач Хола. Застосування індуктивних безконтактних вимикачів 376 KB
  Зараз знайдені матеріали, які мають досить великий коефіцієнт Холла. Давач Хола можна також використати як пристрій для підрахування кількості обертів. Давачі Холла, що їх виготовляє компанія Honeywell поділяються на лінійні та цифрові.
75437. Безконтактний ємнісний давач 283.5 KB
  В індуктивних генераторних ВПБ перетворювачем є індуктивність. У ємнісних ВПБ перетворювачем є конденсатор коливального контуру. Як і для інших типів генераторних перетворювачів основним параметром ємнісних ВПБ є максимальна відстань впливу. Через властивої ємнісний ВПБ чутливості до запилености зазору вони не знайшли такого широкого застосування як індуктивні але окремими підприємствами ведеться серійне виробництво цих вимикачів.
75438. Переваги та недоліки ємнісних давачів 263 KB
  При цьому можливий монтаж і обслуговування ВБЄ зовні резервуарів і бункерів. Можливе застосування штирових ВБЄ для контролю протікання рідини в трубах. ВБЄ застосовується також для підрахунку чи позиціонуванні різноманітних об’єктів неметалевих матеріалів.
75439. Оптичні давачі. Безконтактний фотоелектричний давач 2.23 MB
  Фотодавачі складаються з джерела випромінювання фотоприймача перетворювача сигналу і підсилювача сигналу. У порівнянні з іншими типами давачів фотодавачі мають ряд переваг. Діапазон дії фотодавачів істотно перевершує індуктивні ємнісні магнітні й ультразвукові.
75440. Інфекційні захворювання 99.5 KB
  Сприйнятливість до інфекційних захворювань залежить від безлічі факторів: від віку перенесених і супутніх захворювань харчування вакцинації. За останні десятиліття в лікуванні інфекційних захворювань було зроблено величезний крок вперед. В останні роки були відкриті збудники раніше невідомих інфекційних захворювань з якими людина стикнувся в результаті зміни навколишнього середовища і міграції населення. Адже навіть просто вимиті вчасно руки після відвідин убиральні або по приходу з вулиці можуть врятувати вас від ряду кишковоінфекційних...
75441. Організація медичного захисту особового складу 219.5 KB
  Методика проведення: Штучне дихання: Потерпілого положити на тверду поверхню на спину. Однією рукою підтримують голову потерпілого в запрокинутому положенні стиснувши пальцями ніздрі другою підтримують наполовину відкритим його рот. Роблять вдих щільно прикладають рот через хустку бинт до рота потерпілого і вдувають повітря.
75442. Захист населення від надзвичайних ситуацій природного характеру. Радіаційна, хімічна і біологічна небезпека. Завдання та особливості дій підрозділів міліції 108.5 KB
  Захист населення від надзвичайних ситуацій природного характеру. Захист населення від надзвичайних ситуацій природного характеру. Засоби колективного захисту населення. Література: Закон України Про захист населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру.
75443. Єдина державна система запобігання і реагування на надзвичайні ситуації техногенного та природного характеру. Організаційна структура цивільної оборони МВС України 294 KB
  Основні завдання і рішення начальника функціональної підсистеми ОГП на проведення необхідних заходів. Основні завдання і рішення начальника функціональної підсистеми ОГП на проведення необхідних заходів. Відповідно до постанов Кабінету Міністрів України...
75444. Основні поняття про надзвичайні ситуації та оповіщення. Дії особового складу за сигналами ЦО. Небезпечні чинники виробничих аварій, їх вплив на екологічну безпеку та безпеку життя та здоров’я людей 123.5 KB
  Надзвичайний стан це особливий правовий режим який може тимчасово вводитися в Україні чи в окремих її місцевостях при виникненні надзвичайних ситуацій техногенного або природного характеру не нижче загальнодержавного рівня що призвели чи можуть призвести до людських і матеріальних втрат створюють загрозу життю і здоров’ю громадян або при спробі захоплення державної влади чи зміни конституційного ладу України шляхом насильства і передбачає надання відповідним органам державної влади військовому командуванню та органам місцевого...