ĆWICZENIE NR 44

POMIAR ZALEŻNOŚCI OPORU METALI I PÓŁPRZEWODNIKÓW OD TEMPERATURY

I. Zestaw przyrządów:

1) Urządzenie zawierające grzejnik, regulator temperatury, wentylator oraz badane próbki.

2) Miernik oporu M.

II. Cel ćwiczenia:

Pomiar wartości oporu metalu i półprzewodnika w funkcji temperatury oraz wyznaczenie temperaturowego współczynnika rezystancji (oporu) metalu

i szerokości przerwy energetycznej w półprzewodniku.

III. Schemat układu pomiarowego:

Rys. 1. Układ pomiarowy:

M-miernik oporu

K-komora pomiarowa

G-grzejnik

AR-regulator temperaturowy

S-wyłącznik sieciowy

W-wentylator

P-klawisze włączające do obwodu miernika oporu badane próbki

IV. Przebieg pomiarów i opracowanie wyników:

1) Włączamy zasilanie urządzenia odczytujemy wartości oporu dla temperatury pokojowej. Podwyższamy stopniowo temperaturę o 5^oC i po ustabilizowaniu się temperatury odczytujemy wskazywane przez mierniki wartości temperatury i oporu.

t [^oC]	Δt [^oC]	R1 [Ω]	ΔR1 [Ω]	R2 [Ω]	ΔR2 [Ω]	R3 [Ω]	ΔR3 [Ω]	R4 [Ω]	ΔR4 [Ω]
30,6	0,1	111,5	0,6575	46,8	0,334	64	0,32	106,4	0,632
35,6			113	0,565	42,5	0,3125	57	0,285	94,7	0,5735
40,8			113,6	0,668	38,3	0,2915	52	0,26	86,2	0,531
45,8			114,5	0,6725	35,2	0,276	47,9	0,3395	79	0,395
50,6			115,5	0,6775	32,4	0,262	43,8	0,319	72	0,36
55,6			116,5	0,6825	29,5	0,2475	39,6	0,298	64,9	0,4245
60,2			117,6	0,688	27	0,135	36	0,18	58,6	0,393
65,4			118,9	0,6945	24,5	0,2225	32,4	0,262	52,6	0,363
70,3			120,4	0,702	22,9	0,2145	29,8	0,249	47,9	0,3395
75,2			121,5	0,7075	20,9	0,2045	27	0,135	43,2	0,316

Próbka 1 próbka wykonana z metalu

Próbka 2,3, 4 próbka wykonana z półprzewodnika

Niepewność oporu ΔR_i obliczamy wykorzystując dokładność miernika M-3850 ± 0,5 % rdg + 1 dgt

Np. dla pierwszego pomiaru:

ΔR₁=0,005*111,5+0,1=0,6575

Próbka 1:

t [^oC]	R1 [Ω]	a	Δa	b [Ω]	Δb [Ω]	α	Δα	[%]
30,6	111,5	0,219	0,00174	105	0,0957	0,002086
35,6	113
40,8	113,6
45,8	114,5
50,6	115,5
55,6	116,5
60,2	117,6
65,4	118,9
70,3	120,4
75,2	121,5

a=0,2189~0,219 Δa=0,00174

b=104,69~105 Δb=0,0957

a=0,219±0,00174

b=105±0,0957

α=0,002086

Próbka 2

t [^oC]	T [K]	ΔT [K]	R2 [Ω]	lnR2	ΔlnR	[K^-1]	[K^-1]	A [K]	ΔA [K]	Eg J eV		ΔEg J eV
30,6	303,6		46,8	3,846		3,294
35,6	308,6		42,5	3,749		3,240
40,8	313,8		38,3	3,645		3,187
45,8	318,8		35,2	3,561		3,137
50,6	323,6		32,4	3,478		3,091
55,6	328,6		29,5	3,384		3,043
60,2	333,2		27	3,296		3,001
65,4	338,4		24,5	3,199		2,955
70,3	343,3		22,9	3,131		2,913
75,2	348,2		20,9	3,039		2,872

Próbka 3

t [^oC]	T [K]	ΔT [K]	R3 [Ω]	lnR3	ΔlnR	[K^-1]	[K^-1]	A [K]	ΔA [K]	Eg J eV		ΔEg J eV
30,6	303,6		64	4,159		3,294
35,6	308,6		57	4,043		3,240
40,8	313,8		52	3,951		3,187
45,8	318,8		47,9	3,869		3,137
50,6	323,6		43,8	3,779		3,091
55,6	328,6		39,6	3,679		3,043
60,2	333,2		36	3,584		3,001
65,4	338,4		32,4	3,479		2,955
70,3	343,3		29,8	3,394		2,913
75,2	348,2		27	3,296		2,872

Próbka 4

t [^oC]	T [K]	ΔT [K]	R4 [Ω]	lnR4	ΔlnR	[K^-1]	[K^-1]	A [K]	ΔA [K]	Eg J eV		ΔEg J eV
30,6	303,6		106,4	4,667		3,294
35,6	308,6		94,7	4,551		3,240
40,8	313,8		86,2	4,457		3,187
45,8	318,8		79	4,369		3,137
50,6	323,6		72	4,277		3,091
55,6	328,6		64,9	4,173		3,043
60,2	333,2		58,6	4,071		3,001
65,4	338,4		52,6	3,963		2,955
70,3	343,3		47,9	3,869		2,913
75,2	348,2		43,2	3,766		2,872

Zależność R₁=f(t)

---