Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Задачи, решаемые в работе.
|
|
Рабочий протокол и отчет по лабораторной работе № 2.02
Температурная зависимость электрического сопротивления
Металла и полупроводника
1. Цель работы. Значения температурного коэффициента сопротивления металла,
удельного сопротивления металла, ширины запрещенной зоны полупроводника.
Задачи, решаемые в работе.
· Измерить электрическое сопротивление металлического и полупроводникового
образцов в диапазоне температур от комнатной до 100 оС.
· Вычислить температурный коэффициент сопротивления металла и ширину
запрещенной зоны в полупроводнике.
· Вычислить удельное сопротивление металлического образца при температуре 0 оС.
3. Объект исследования. Образец из медной проволоки и полупроводниковый образец из германия в виде параллелепипеда.
4. Метод экспериментального исследования. Метод основан на регистрации зависимости электрического сопротивления образцов от температуры при их нагревании.
5. Рабочие формулы и исходные данные.
, 
, 
, 
, где r - удельное сопротивление каждого из образцов, R (Rм и Rп) – сопротивления металла и полупроводника, 
- площадь поперечного сечения образца из германия (а =... - ширина германиевого параллелепипеда, b =... – его высота), 1п =... – его длина, 
- площадь поперечного сечения медной проволоки (d =... - ее диаметр), 1м =... - длина проволоки, a - температурный коэффициент cопротивления металла, R0 – сопротивление металла при 0 оС, g - угловой коэффициент зависимости lnRп = f(l/T), e - ширина запрещенной зоны полупроводника, k =... - постоянная Больцмана.
Комнатная температура tкомн =....
Погрешности исходных данных:
6. Измерительные приборы.
| № п/п | Наименование | Тип прибора | Используемый диапазон | Погрешность прибора |
7. Схема установки для измерения зависимости электрического сопротивления металла и полупроводника от температуры (Приложение 1).
8. Результаты прямых измерений и их обработка.
Таблица 1. Зависимости сопротивления образцов от температуры.
| № п/п | Ut, мВ | Rм, Ом | Rп, Ом | t, oC | Т, К | 1/Т, lO-3 K-1 | lnRп |
Из рис.1 для металлического образца: r0 =....
9. Расчет результатов косвенных измерений.
· Таблица 2. Вычисление температурного коэффициента сопротивления металлического
образца методом парных точек.
| Пары точек i, j | Rмi - Rмj, Ом | ti - tj, град | aij, l0-5 град-1 | aij - < a>, l0-5 град-1 | (aij - < a>)2, l0-10 град-2 | |
| i | j | |||||
, 
.
Пример вычисления температурного коэффициента:
.
· Таблица 3. Вычисление углового коэффициента зависимости lnRп = f(1/T) методом
парных точек.
| Пары точек | ln(Rпi/Rпj) | (1/Тi) - (1/Тj), 10-3 К-1 | gij, l03 К | gij - < g>, l03 К | (gij - < g>)2, l06 К2 | |
| i | j | |||||
, 
.
Пример вычисления углового коэффициента: 
.
· Расчет ширины запрещенной зоны германия: =....
· Расчет удельного сопротивления металлического образца при температуре 0 оС:
.
10. Расчет погрешностей результатов косвенных измерений.
· Da = t(0, 68; N)× sa =....
· Dg = t(0, 68; N)× sg =....
· De = dg× e =....
· 
,
где абсолютная погрешность D rм =... найдена из рис.1.
11. Графики (Приложение 2).
Рис.1. Зависимости сопротивления образцов от температуры.
Рис.2. Зависимость сопротивления германия от обратной температуры.
12. Окончательные экспериментальные результаты.
a = …, rм = …, e = ….
13. Анализ полученных результатов и выводы.
Табличные значения температурного коэффициента сопротивления меди, удельного сопротивления меди при температуре 0 оС, ширины запрещенной зоны германия: a nабл = …, rмтабл = …, e nабл = ….
|