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

51190. Построить аналитическую модель и, решив ее, определить вероятности состояний 100.94 KB
  По графу построить аналитическую модель и, решив ее, определить вероятности состояний. Рассчитать теоретическое значение показателя эффективности, заданного целью исследования задания..
51191. Подання статистичних даних: табличний та графічний методи 37.91 KB
  Макет статистичної таблиці являє собою основу, заповнену заголовками: загальним, боковими та верхніми, які зазвичай виконуються 14 шрифтом з інтервалом 1,5, як і весь текст, де приводиться таблиця.
51192. Исследование устойчивости системы с использованием критериев устойчивости Гурвица и Михайлова 80.48 KB
  Цель работы: изучение критериев устойчивости Гурвица и Михайлова. Задача: В лабораторной работе исследуется устойчивость потенциометрической следящей системы. Выбрать начальное значение Т1. Исследовать влияние коэффициентов передачи К1, К2, К3на устойчивость системы. Добиться случая устойчивой, неустойчивой и системы находящейся на грани устойчивости.
51193. Уравновешивание механизмов 228.32 KB
  При движении звеньев механизма в кинематических парах возникают дополнительные динамические нагрузки от сил инерции звеньев. Это возникает из-за того, что центры масс звеньев в общем случае имеют переменные по величине и направлению ускорения.
51197. Цифровое управляющее устройство в контуре управления 466.86 KB
  Цифровое управляющее устройство в контуре управления Влияние периода дискретизации. Поэтому значения управляемых координат присутствующих в ЦВМ отличаются от значений их же в объекте управления.1 h=l Наилучшие параметры по результатам проведенных опытов а0=1 1=l с дискретизацией h=100 Вывод: По результатам исследования системы мы можем утверждать что при увеличении шага дискретизации цифрового управляющего устройства качество переходных процессов в системах управления ухудшается что связанно с запаздыванием по времени вносимым...
51198. Цифровое управляющее устройство в контуре управления 660.15 KB
  Для отработки блока дискретизации рассмотрена система с неидеальным запаздывающим АС.1 Система неустойчива 0.4 Система неустойчива 0.1 Система неустойчива 0.