Температурная зависимость сопротивления металла и полупроводника

Необходимо только обработать измерения (см конец документа):
1. Рассчитайте и запишите в рабочие таблицы значения сопротивления объектов исследования при всех температурах.
2. По данным Таблицы 1 рассчитайте значения натурального логарифма сопротивления полупроводника и величину обратной абсолютной температуры. По результатам расчетов постройте график соответствующей зависимости ln(?) = ln(?)
(?
1
?
)?
. Качественно оцените линейность полученного графика.
3. По данным Таблицы 2 постройте на масштабной миллиметровой бумаге график зависимости сопротивления металла от температуры в шкале Цельсия ?м = ?м(?). Интервалы величин сопротивления и температуры на осях выберите в соответствии с
диапазонами изменения этих величин в проведенных измерениях.
Качественно оцените линейность полученного графика.
4. Для определения величины температурного коэффициента сопротивления металла разделите все точки в Таблице 2 на пары,
в которых значения отстоят друг от друга на примерно одинаковое максимальное расстояние. Например, если в таблице имеется
12 независимых значений, то первая точка объединяется в пару с седьмой, вторая с восьмой, и так далее. Поскольку мы
считаем, что зависимость сопротивления металла от температуры
имеет линейный характер, то для каждой пары значений можно
написать систему линейных уравнений:
{?
?? = ?0(1 + ? · ??)
?? = ?0(1 + ? · ?? )
(15)
10
Центр физики ФТФ ИТМО
После исключения неизвестной величины ?0 из этой системы
получаем рабочую формулу для нахождения ?:
??? =
?? ? ??
?? · ?? ? ??
· ??
(16)
5. После проведения вычислений по формуле (16) со всеми парами значений из Таблицы 2 вы получите набор значений ?, по
которому можно с помощью стандартных формул найти среднее
значение ??? и оценить его погрешность ??.
6. Аналогичные действия следует провести и при вычислении ширины запрещенной зоны полупроводника. В соответствии с формулой (13) связь между натуральным логарифмом сопротивления полупроводника и обратной температурой является линейной. Разбивая весь массив экспериментальных данных на независимые пары, получаем рабочую формулу для оценки ширины
запрещенной зоны полупроводника:
???? = 2?
ln ?? ? ln ??
1
??
?
1
??
= 2?
????
?? ? ??
ln (?
??
??
)?
. (17)
7. Найдите среднее значение ширины запрещенной зоны ???? и
его погрешность ???. Окончательный результат представьте как
в джоулях, так и в электрон-вольтах, учитывая что постоянная
Больцмана имеет значение:
? = 1,380649 · 10?23 Дж/К u 8,61733 · 10?5
эВ/К, (18)
8. Результаты всех расчетов с указанием погрешностей представьте в отчете в стандартной форме.
9. По значению температурного коэффициента сопротивления металла и ширине запрещенной зоны полупроводника с помощью
литературных данных идентифицируйте их.
10.Сформулируйте выводы по лабораторной работе и запишите
их в отчет.