Лабораторна робота №55

ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕМПЕРАТУРНОІ ЗАЛЕЖНОСТІ ОПОРУ МЕТАЛУ І ТЕРМІСТОРА ТА ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГІІ АКТИВАЦІІ НАПІВПРОВІДНИКА

Мета роботи: дослідити залежність опору металу та напівпровідника від температури, за результатами експерименту обчислити температурний коефіцієнт для металу та енергію активації електропровідності для напівпровідника.

Обладнання: термостат, зразки металу і напівпровідника, універсальний місток постійного струму, з’єднувальні проводи, термометр.

Опір металевого провідника залежить від температури:

,

(1)

де – опір провідника при температурі , – його опір при , – температурний коефіцієнт опору – фізична величина, що показує, на яку частину збільшується опір провідника при нагріванні його на .

Характер залежності опору металу від температури повністю пояснюється зонною теорією твердого тіла.

На практиці вимірювання температурного коефіцієнта опору зводиться до визначення опорів і при двох довільних та . записавши і у вигляді (1) і розв’язавши систему рівнянь відносно маємо:

.

(2)

Напівпровідник відрізняється від металу не тільки значно меншою провідністю, але й іншою залежністю опору від температури. Для металів опір зростає лінійно з підвищенням температури, для напівпровідника з підвищенням температури опір зменшується за експоненційним законом:

,

(3)

де – константа, яка залежить від природи напівпровідника, – енергія активації, – стала Больцмана.

Вимірявши опір напівпровідника і при різних температурах і та виходячи з формули (3) можна знайти енергію активації:

.

(4)

Для визначеності залежностей опору зразків від температури використовується схема, зображена на рис.1. Вона містить металевий провідник М, намотаний на ізолятор, і напівпровідник (термістор) Н. Досліджувані зразки розміщуються в термостаті, що живиться від електромережі. Вимірювання опору зразків проводиться при температурі від кімнатної до з інтервалом . Таким чином, на графіку повинно бути не менше 10 точок. Температура визначається за допомогою термометра Т. Опір зразків вимірюється за допомогою вимірювального універсального моста.

Рис. 1

Дата добавления: 2015-10-24