VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA ELÉCTRICA DE UN SEMICONDUCTOR CON LA TEMPERATURA 1. Introducción. En esta práctica estudiaremos la dependencia de la resistencia eléctrica de un semiconductor con la temperatura; es decir, veremos como en los semiconductores la resistencia guarda una relación directa con la temperatura. Esta variación de la resistencia viene dada por la siguiente fórmula: 1 En dicha fórmula A y B son dos constantes propias del semiconductor, mientras que T es el valor de la temperatura y R el correspondiente valor de resistencia del semiconductor. Por otra parte el coeficiente de temperatura se define como: 2 Es decir, r es la derivada del logaritmo neperiano de la resistencia (R) con respecto a la temperatura (T). En este sentido, de acuerdo con el signo de r, tenemos que el semiconductor es de tipo positivo o de tipo negativo. Básicamente el objetivo de esta práctica es averiguar de qué tipo, positivo o negativo, es un semiconductor en cuestión. 2. Desarrollo de la práctica. En un primer lugar formamos un sistema a 0°C con agua e hielo en un vaso Dewar. Seguidamente introdujimos el semiconductor en este sistema y medimos su resistencia a 0°C, arrojando un valor de 23,24±0,01 k. El siguiente paso consistió en introducir el semiconductor en un orifico practicado a un bloque metálico, el cual fue calentado hasta una temperatura aproximada de 95°C. Una vez que la temperatura del bloque metálico se hizo estable, empezamos a medir la resistencia del semiconductor a intervalos de 5 K hasta aproximadamente unos 30°C por encima de la temperatura ambiente. A raíz de los datos se calcularán las constantes A y B del semiconductor, así como el tipo de dispositivo al que pertenece (PTC ó NTC). 3. Tablas y resultados. El valor de la resistencia del semiconductor a 273,2 K fue de 23240±1 . Los resultados de la resistencia según los cambios de temperatura se reflejan en la siguiente tabla: T (K) 398,5±0,1 393,5±0,1 R () 246±1 275±1 ln R 5,51 5,62 1/T ("10−3) 2,51 2,54 1 388,5±0,1 383,5±0,1 378,5±0,1 373,5±0,1 368,5±0,1 363,5±0,1 358,5±0,1 353,5±0,1 348,5±0,1 343,5±0,1 338,5±0,1 333,5±0,1 328,5±0,1 323,5±0,1 314±1 364±1 415±1 485±1 561±1 664±1 773±1 888±1 1050±1 1242±1 1476±1 1767±1 2128±1 2582±1 5,75 5,90 6,03 6,18 6,33 6,50 6,65 6,79 6,96 7,12 7,30 7,48 7,66 7,86 2,57 2,61 2,64 2,68 2,71 2,75 2,79 2,83 2,87 2,91 2,95 3,00 3,04 3,09 En esta gráfica se representan los la variación de la resistencia del semiconductor en función de la temperatura. La línea representada corresponde a la recta de mejor ajuste entre los valores tomados experimentalmente. Para mayor exactitud, la gráfica también se ha realizado en papel milimetrado. 1 A partir de dicha recta hemos calculado el valor de A y B; así como su error experimental, por el método de los mínimos cuadrados, arrojando los siguientes resultados: 2 B= (40581±217)"10−1 /K−1 A= (1±6)"10−2 r= 0,9998 Con estos resultados y teniendo en cuenta la definición del coeficiente de temperatura, podemos afirmar que el semiconductor es del tipo PTC ó positivo. PTC, possitive temperature coefficient. NTC, negative temperature coefficient. Termología VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA ELÉCTRICA DE UN SEMICONDUCTOR CON LA TEMPERATURA 3