Conduttori e semiconduttori Curve caratteristiche Università degli Studi di Udine MASTER IDIFO Master universitario di II livello in Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento Mini sperimentazione didattica MODULO C Patrizia Colella Dal modello macroscopico della conduzione elettrica al modello quantistico Conduttori e semiconduttori Curve caratteristiche E resistività in funzione di T Tratto da “Studio della conduzione elettrica” Sciarratta patrizia colella

"curva caratteristica" di cinque conduttori a carbone Dal grafico è possibile evincere il diverso grado di conducibilità sottolineato dalla diversa inclinazione delle stesse in relazione ai diversi conduttori. Si osserva anche, però, che i cinque grafici risultano dello stesso tipo e cioè sono rette passanti per l'rigine degli assi. Ciò conferma pienamente il contenuto della I° legge di Ohm. In relazione al grafico, il coefficiente angolare delle varie rette , ossia il rapporto V/I, rappresenta il coefficiente di conducibilità s relativo ai vari conduttori. patrizia colella

Confrontiamo la curva caratteristica di un conduttore metallico con quella di un diodo. Il diodo al silicio, richiede una tensione diretta di almeno 0,6 V per poter condurre. Superata questa tensione di soglia un minima variazione di tensione porta un forte aumento di corrente. patrizia colella

Curve caratteristiche di un set di diodi (LED) patrizia colella

Risulta evidente dall'andamento delle curve caratteristiche proposte il modo tipico di condurre dei vari conduttori utilizzati. L'affermazione implicita nella I° legge di Ohm che recita: "nei metalli l'intensità di corrente risulta direttamente proporzionale alla differenza di potenziale presente ai suoi capi ed inversamente proporzionale alla resistenza“ risulta vera solo per i conduttori, non altrettanto si può dire dei semiconduttori di cui, peraltro, attraverso i grafici si evidenziano le varie caratteristiche che li differenziano uno dall'altro. patrizia colella

Resistenza di campioni di rame e nickel in funzione di T Nel caso dei metalli si trova che la resistenza elettrica cresce sempre al crescere della temperatura secondo una relazione all'incirca lineare: R ≈Ro (1+βt), ove Ro è il valore a zero centigradi e il parametro β=ΔR/(RoΔt) è detto coefficiente di temperatura del metallo. Resistenza di campioni di rame e nickel in funzione di T patrizia colella

Resistenza di un campione di germanio in funzione di T patrizia colella