ПР_Исследование зависимости проводимости от температуры

Имя преподавателя

Группа

Арсирий Алла Ивановна

Вариант

2

Выполнил студент

1. Цель работы

Исследовать зависимости сопротивления проводника и полупроводника от температуры

2. Таблица расчётов

t, C

R, Ом

t, С

R, Ом

T, К

10^3/T, К

Ln(R)

25

5,22

25

8,41

299

3,34

2,13

30

5,86

30

6,8

304

3,28

1,92

35

6,12

35

5,54

309

3,23

1,71

40

6,88

40

4,54

314

3,18

1,51

45

7,59

45

3,75

319

3,13

1,32

50

8,14

50

3,11

324

3,08

1,13

55

8,89

55

2,6

329

3,04

0,96

60

9,16

60

2,18

334

2,99

0,78

65

9,78

65

1,84

339

,95

0,61

70

10,45

70

1,56

344

2,90

0,44

75

11

75

1,33

349

2,86

0,29

80

11,65

80

1,14

354

2,82

0,13

3. Графики

Для проводников

Путём экстраполяции функцией R(t) = 0,117t + 2,29 в точку t = 0 получаем R0 = 2,29 Ом

Для полупроводников

4. Расчёты

5. Контрольные вопросы

1. В полупроводниках р-типа преобладает дырочная проводимость над электронной. При наличии электрического поля дырки перемещаются по полю и возникает дырочная проводимость.

2. Проводники — материалы, у которых зона проводимости и валентная зона перекрываются (нет энергетического зазора), образуя одну зону, называемую зоной проводимости (таким образом, электрон может свободно перемещаться между ними, получив любую допустимо малую энергию);

Полупроводники – зоны не перекрываются, и расстояние между ними (ширина запрещённой зоны) составляет меньше 2 эВ. При абсолютном нуле в зоне проводимости нет электронов, а валентная зона полностью заполнена электронами, которые не могут изменить своё квантомеханическое состояние, т.е. не могут упорядоченно двигаться при приложении электрического поля;

Диэлектрики — материалы, у которых зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет более 3 эВ (для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется значительная энергия, поэтому диэлектрики ток практически не проводят).

3. длина — чем больше длина проводника, тем больше его сопротивление

плошадь поперечного сечения — чем больше эта площадь, тем меньше сопротивление

материал проводника — сопротивление, оказываемое проводником, будет сильно зависеть от материала, из которого он сделан. Это свойство известно, как проводимость или удельное сопротивление материала

температура — большинство металлов увеличивает сопротивление с ростом температуры проводника

4. В твёрдом теле электроны могут занимать энергетические уровни, которые распределяться по зонам разрешённых и запрещённых значений энергии. По мере сближения N атомов их энергетические уровни расщепляются на N уровней: образуется система разрешённых зон между которыми запрещённые зоны Е. В полупроводниках зонная структура такая же, как у диэлектриков, но только величина Е меньше, и поэтому при комнатной температуре часть электронов переходит в зону проводимости – образуются носители: электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне.

5. Температурный коэффициент показывает, как измениться сопротивление при изменении температуры.

6. Логарифмируем уравнение и получаем , после дифференцируем по 1/Т получаем справа , домножаем обе части уравнения на 2k и раскрываем физический смысл дифференциала, получаем