Порядок выполнения работы. 1. Измерьте сопротивление полупроводникового образца при комнатной температуре

Задание 1

1. Измерьте сопротивление полупроводникового образца при комнатной температуре. Включите электронагреватель и измерьте сопротивление через каждые 0.4 мВ вплоть до значений термо ЭДС 2.2 - 2.3 мВ переключением режима работы вольтметра В7-32 из положения «U» в «R» и обратно при достижении необходимого значения термо ЭДС. Температуру образца рассчитайте согласно приведенному выше примеру. Результаты измерений сопротивления полупроводника и его температуры запишите в таблицу 5.1.

2. По полученным данным постройте график зависимости

Таблица 5.1

Энергию активации можно оценить менее точными расчетами. Для двух температур нагрева образца T₁ и T₂, согласно уравнению (5.13) можно записать:

T₁ и T₂ желательно выбирать отличающимися на 40-50К друг от друга.

3. Рассчитайте , сделать вывод (собственный или примесный проводник)

Задание 2

1.Повторите пункт 1 предыдущего задания для проводника, при охлаждении установки. Измерения проводить каждые 2 минуты.

2.По полученным данным построить график зависимости ρ от t°C.

3.Из графика найдите значение ρ₀ методом экстраполяции и определите температурный коэффициент сопротивления α исследованного металлического проводника.

Для многих проводников, к которым относятся металлы, изменение α с температурой не очень велико. Если интервал изменения температуры достаточно мал, то приближенно можно считать α постоянным, равным среднему его значению внутри рассматриваемой области температур.

Если ρ₀ есть удельное сопротивление при 0°С, а ρ – его значение при t°С, то:

ρ= ρ₀(1+αt) или ρ₀=ρ/(1+αt)

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) может быть как положительным, так и отрицательным. У всех металлов сопротивление увеличивается с увеличением температуры, а следовательно для металлов α>0. Для всех чистых металлов температурный коэффициент сопротивления близок к 1/273=0,00367. Некоторые сплавы имеют весьма малое α. ТКС равен относительному изменению сопротивления металла при увеличении его температуры на 1°С.

где t_Н- температура нагретого проводника.

4.Найдите основные источники погрешности при определении α и оценить точность, с которой получена его величина.

Литература

1. Савельев И.В. Курс физики.-М.: Наука, 1989. Т.1.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. –М: Наука, 1987. Т.3

3. Курс физики: Учеб.пособие для втузов/А.А. Детлаф, Б.М. Яворский.-4-е изд., испр.- М.: Высш.шк., 2002. – 718 с.

4. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. Пособие для вузов. – 7-е изд., стер. – М.: Высш. Шк.., 2001. – 542 с.

5. Лабораторный практикум по физике: Учеб. Пособие для студентов втузов/ Ахматов А.С., Андреевский В.М., Кулаков А.И. и др.; Под ред. А.С. Ахматова. –М.: Высш школа, 1980.- 360 с.

6. Лабораторный практикум но физике. Под ред. Барсукова К.А. и Уханова Ю.И.-М.: Высшая школа, 1988.

7. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. Изд. 2-е, переработ. и доп. Учеб. пособие. М., «Высш. школа», 1970. 448 с.