Takistuse temperatuurisõltuvus. Praktikum nr. 6. Metalli takistuse temperatuuriteguri ja pooljuhi omajuhtivuse aktivatsioonienergia määramine.
Füüsika instituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 12 OT allkiri: Takistuse temperatuurisõltuvus Töö eesmärk: Töövahendid: Metalli ja pooljuhi takistuse tempe- Metalli ja pooljuhi tükid õliga täidetud ratuurisõltuvuse võrdlemine, katseklaasides, elektriahi, termomeetrid, poolju-hi omajuhtivuse autotransformaator, oommeeter, lüliti, tekkimiseks vajali-ku ühendusjuhtmed. aktivatsioonienergia arvutamine. Skeem Töö teoreetilised alused. Küllalt laias temperatuurivahemikus sõltub juhi takistus temperatuurist järgmiselt: R = (1 + t ) [1]
Naturaallogaritm pooljuhi takistusest 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Absoluutse temperatuuri pöördväärtus Graafik 2. Pooljuhi takistuse temperatuurisõltuvus 82,5996 tõus = 2968,48781 ± 5 vabaliige = -1,35332 ± 0,27131 Leian pooljuhi omajuhtivuse aktivatsioonienergia ΔW : ΔW −23 k= 2 K , kus k – graafikutõus, K – Boltzmanni konstant 1,38· 10 J/K ΔW =2 k K ΔW =2·2968,48781·1,38· 10−23 =8,19302· 10−23 (J)=0,511368 (eV) Leian määramatuse: √ 2 U C ( ΔW )= ∂ ΔW
tähiseks on T90 ja sümboliks K, kui ka rahvusvahelise Celsiuse temperatuuri, mille tähiseks on t90 ja sümboliks °C. Ühtlasi seotakse need kaks skaalat omavahel. t90/°C = T90/K - 273,15 Takistuse temperatuurisõltuvus Töö eesmärk: Töövahendid: Metalli ja pooljuhi takistuse tempe- Metalli ja pooljuhi tükid õliga täidetud ratuurisõltuvuse võrdlemine, poolju- katseklaasides, elektriahi, termomeetrid, hi omajuhtivuse tekkimiseks vajali- autotransformaator, oommeeter, lüliti, ku aktivatsioonienergia arvutamine. ühendusjuhtmed. Töö teoreetilised alused. Küllalt laias temperatuurivahemikus sõltub juhi takistus temperatuurist järgmiselt: R = (1 + t ) [1] Kus Ro on takistus 0 oC juures, t on temperatuur oC ja on takistuse temperatuuritegur 1 1
sest ta võib täituda mõne kõrval aatomi elektroniga. St ta käitub vastupidiselt elektronile. Puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele on iseloomulik, et alati tekib pooljuhis elektrone ja auke ühepalju. Kirjeldatud juhtivust nimetatakse pooljuhi omajuhtivuseks. Omajuhtivusele on iseloomulik väga tugev temperatuuri sõltuvus. Sest mida kõrgem on aine temperatuur, seda suurem on elektronide kiirus ja seda rohkem tekib elektrone ja auke. Omajuhtivuse temperatuurisõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10 kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus 2 korda. Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10-6...108 m. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid),
füüsika instituut Üliõpilane: Üllar Alev Teostatud:14.02.07 Õpperühm: EAEI-21 Kaitstud: Töö nr. 12 OT Takistuse temperatuurisõltuvus Töö eesmärk: Töövahendid: Metalli takistuse temperatuuriteguri määramine. Metallist ja pooljuhist katsekehad elektriahjus, Pooljuhi omajuhtivuse aktivatsioonienergia komputeriseeritud mõõteseade (vt. lisajuhend), isiklik diskett ja määramine. vähemalt üks leht valget paberit formaadis A4. Skeem Töö käik. 1. Küsige juhendajalt konkreetne tööülesanne. 2. Katseseadet kasutage lisajuhendis esitatud suuniste järgi. 3. Mõõtmistulemused printige kindlasti välja ja esitage juhendajale kontrollimiseks. 4
Füüsika instituut Üliõpilane: Sergei Ovsjanski Teostatud: Õpperühm: IAEB 21 Kaitstud: Töö nr. 12 OT allkiri: Takistuse temperatuurisõltuvus Töö eesmärk: Töövahendid: Metalli ja pooljuhi takistuse tempe- Metalli ja pooljuhi tükid õliga täidetud ratuurisõltuvuse võrdlemine, poolju- katseklaasides, elektriahi, termomeetrid, hi omajuhtivuse tekkimiseks vajali- autotransformaator, oommeeter, lüliti, ku aktivatsioonienergia arvutamine. ühendusjuhtmed. Skeem Nr Temp Temp Metall Pooljuht Ln(R) 1/T (1/K) °C K Oom Oom 1 34 307 28 237.8 5.471 0.0033 2 36 309 28.6 209.5 5.345 0.0032 3 38 311 28.6 195.2 5.274 0.0032 4 40 313 28.9 190.1 5.248 0.0032
pooljuhis läbivad laengud massiliselt siirde vastassuunas ja toimub läbilöök. Selle vastupinge väärtus sõltub pooljuhi valmistamise tehnoloogiast. 19. Milline on pn-siirde tunnusjoon? Lk 93 Vaata tunnusjoon lk 93. 20. Missugune on pn-siirde põhiomadus? Lk 92 Pn-siire on p-juhtivusega ja n-juhtivusega pooljuhtide piirkiht. Ta on tõkkekiht. Takistab elektronide ja aukude difusiooni. 21. Kuidas sõltuvad pn-siirde omadused temperatuurist? Lk 93 Temperatuuri tõusuga suureneb nii omajuhtivuse voolukandjate elektronide kui ka aukude kontsentratsioon, mistõttu lisandjuhtivus mõjutab nüüd poljuhi juhtivust vähem. Kuna vastassuuna vool suureneb, siis temperatuuri tõusuga väheneb alaldustegur ja halveneb p- n-siirde ventiili toime. Tunduv temperatuuri mõju pooljuhtseadiste omadustele on nende tõsiseks puuduseks. 22. Mis on pooljuhtdiood? Lk 94 Pooljuhtdioodide põhiliseks elemendiks on p-n-siire, mis eraldab kahte erineva lisandjuhtivusega pooljuhti
nagu praegu kirjeldasime. siis on meil tegemist materjali omajuhtivusega. Kuna ELEKTROONIKAKOMPONENDID lk.20 laengukandjaid on siin kahesuguseid, eristatakse ka kahesugust juhtivust. Elektronide liikumisest tingitud juhtivust nimetatakse elektronjuhtivuseks ehk n-juhtivuseks (sõnast "negative"), aukude liikumisest tingitud juhtivust aga aukjuhtivuseks ehk p-juhtivuseks (sõnast "positive"). Peale omajuhtivuse on sobivate lisandite lisamisega materjalile võimalik kunstlikult tekitada täiendavat lisandjuhtivust. Lisanditest tingitud juhtivus on alati üheliigiline, s.t. kas elektron- või auk juhtivus. Lisand juhtivuse tekitamiseks lisatakse pooljuhtmaterjalile kas kolme- või viievalentseid lisandeid, mis peavad ise olema võimalikult puhtad lisandeist ja nende lisatav hulk peab olema selline, et säiliks aine tüüpiline kristallstruktuur.
valgusvoost. Fotodiood sisaldab PN-siirde kuhu võib tungida valgusvoog(joonis2 14.09). Selleks, et PN- siire oleks võimalikult suure pinnaga ja, et sinna saaks langeda võimalikult palju valgust on ülemine P- kiht kaetud väga õhukese läbipaistva kulla kihiga, millega saadakse väga hea kontakt ülemise P-osaga. Kahe erineva juhtivusega piirkonna vahel on tõkkekiht. Selles kihis laengukandjaid ei ole, kui sinna langevad valguskvandid tekitavad omajuhtivuse laengu kandjaid, kuna nende energia neeldub. Iga valguskvandi neeldumise kohas tekkivad laengukandjate paarid, see on üks elektron ja üks auk. Tõkkekihis mõjuva elektrivälja toimel liiguvad elektronid N-ossa ja augud P-ossa. Erinevatesse osadesse liikunud laengute toimel tekib klemmidel potentsiaalide erinevusel
liikumine. Kui keemiliselt puhtas aines tekkib üheaegselt sama arv elektrone ja auke, nagu praegu kirjeldasime, siis on meil tegemist materjali omajuhtivusega Laengukandjaid on siin kahesuguseid ja eristatakse ka kahesugust juhtivust. Elektronide liikumisest tingitud juhtivust nimetatakse elektronjuhtivuseks ehk N-juhtivuseks (sõnast "negative"), aukude liikumisest tingitud juhtivust aga aukjuhtivuseks ehk P- juhtivuseks(sõnast "positive"). Peale omajuhtivuse on sobivate lisandite lisamisega materjalile võimalik kunstlikult tekitada täiendavat - lisandjuhtivust. Lisanditest tingitud juhtivus on alati üheliigiline, s.t. kas elektron- või aukjuhtivus. Lisandjuhtivuse tekitamiseks lisatakse pooljuhtmaterjalile kas kolme- või viievalentseid lisandeid, mis peavad ise olema võimalikult puhtad ja lisandite hulk peab olema selline, et säiliks ainele tüüpiline kristallstruktuur.
Kui keemiliselt puhtas aines tekkib üheaegselt sama arv elektrone ja auke, nagu praegu kirjeldasime, siis on meil tegemist materjali omajuhtivusega Laengukandjaid on siin kahesuguseid ja eristatakse ka kahesugust juhtivust. Elektronide liikumisest tingitud juhtivust nimetatakse elektronjuhtivuseks ehk N-juhtivuseks (sõnast "negative"), aukude liikumisest tingitud juhtivust aga aukjuhtivuseks ehk P- juhtivuseks(sõnast "positive"). Peale omajuhtivuse on sobivate lisandite lisamisega materjalile võimalik kunstlikult tekitada täiendavat - lisandjuhtivust. Lisanditest tingitud juhtivus on alati üheliigiline, s.t. kas elektron- või aukjuhtivus. Lisandjuhtivuse tekitamiseks lisatakse pooljuhtmaterjalile kas kolme- või viievalentseid lisandeid, mis peavad ise olema võimalikult puhtad ja lisandite hulk peab olema selline, et säiliks ainele tüüpiline kristallstruktuur.
annaabi.ee 
