Banda prohibida del germanio

PRACTICA 4
BANDA PROHIBIDA DEL GERMANIO
DETERMINAR LA BANDA PROHIBIDA DEL GERMANIO
PRACTICA 4
- Determinar la banda prohibida del germanio.
o Datos experimentales:
TEMPERATURA (ºC)
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
90
95
-
(V-V´) (V)
4.65
4.40
4.01
3.65
3.35
2.96
2.57
2.18
1.92
1.64
1.43
1.21
0.90
0.75
0.67
I (m A)
612
7.42
9.41
11.44
13.05
15.17
17.05
19.17
20.64
22.10
23.30
24.42
26.08
26.89
27.37
Introducción:
En esta practica vamos a determinar el valor de la banda prohibida del germanio, el cual
tiene unas dimensiones: 20x10x1 mm3
Primero hay que dejar claro lo que es una banda prohibida de energía, que es un
intervalo energético que existe entre la banda de conducción vacía y la banda de
valencia completamente llena de electrones pero que no es muy grande(alrededor de 1
eV) y esto nos indica que el germanio en este caso tiene una resistividad muy elevada a
temperaturas bajas por lo que su tipo de conducción es extrínseca pero que al
implementarle una radiación calorífica este aumenta su temperatura cambiando su
conducción a una intrínseca. Como anotación decir que existe también un término
medio entre ambas llamado vaciamiento de impurezas.
-
Desarrollo teórico:
En primero lugar lo que vamos a realizar en esta práctica es el cálculo de la resistencia
para cada medida de la temperatura a partir de la expresión:
R=(v-v`)/I
R1=4.65/6.12=0.75
R4=3.65/11.44=0.31
R7=2.57/17.05=0.15
R10=1.64/22.10=0.07
R13=0.90/26.08=0.03
R2= 4.40/7.42=0.59
R5=3.35/13.05=0.25
R8=2.18/19.17=0.11
R11=1.43/23.30=0.06
R14=0.75/26.89=0.02
Los valores de la resistencia viene dada en ohmios(Ω).
R3=4.01/9.41=0.42
R6=2.96/15.17=0.19
R9=1.92/20.64=0.09
R12=1.21/24.42=0.04
R15=0.67/27.37=0.02
Una vez realizado el calculo de la resistencia procedemos a calcular los valores de la
conductividad a partir de la expresión: σ=L/sR
La longitud la conocemos=20 mm
La sección la conocemos= 10x1 mm2
Y la resistencia la hemos calculado en el paso anterior así que hacemos los cálculos:
σ1 = 20/10*0.75=1.5
σ4=20/10*0.31=0.62
σ7=20/10*0.15=0.3
σ10=20/10*0.07=0.14
σ13=20/10*0.03=0.06
σ2=20/10*0.0.59=1.18
σ5=20/10*0.25=0.5
σ8=20/10*0.11=0.22
σ11=20/10*0.06=0.12
σ14=20/10*0.02=0.04
σ3=20/10*0.42=0.84
σ6=20/10*0.19=0.38
σ9=20/10*0.09=0.18
σ12=20/10*0.04=0.08
σ15=20/10*0.02=0.04
La unidad de media es el siemens/metro.
También podríamos haber utilizado para calcular la conductividad su inverso que es la
resistividad.
Una vez recogido los valores de conductividad y resistencia realizamos la grafica en
función de la conductividad frente a temperatura.(nota la grafica viene adjuntada por
advanced grapher).
-
Conclusión de la practica:
Hemos estudiado en esta practica como podemos determinar la banda prohibida de
energía mediante factores como temperatura diferencia de potencial e intensidad, así
como la resistencia y la conductividad del materia, por lo que en la grafica obtenemos
una línea descendente procedente de la conductividad hacia la temperatura, es decir, un
descenso de la conductividad a medida de que va aumentando la temperatura