Исследование электрических характеристик полупроводниковых термочувствительных резисторов

Санкт-Петербургский  Государственный Морской Технический  Университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Отчёт по лабораторной работе №2 

«Исследование электрических характеристик полупроводниковых  термочувствительных резисторов» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: 
 
 
 

Проверил:

Ветров Б. Г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2012

1. Цель работы

Исследование статической  вольт-амперной характеристики температурной  зависимости терморезисторов.

2. Общие сведения

Электрическая проводимость полупроводниковых материалов в  значительной степени зависит от температуры.

Для всех полупроводников  сопротивление электрическому току с увеличением температуры уменьшается. Это свойство используется при создании полупроводниковых термочувствительных  резисторов или просто терморезисторов.

Терморезисторами  называются объёмные полупроводниковые нелинейные резисторы, величина электрического сопротивления которых резко уменьшается при увеличении температуры.

3.Схема  лабораторной установки

 

Результаты  измерений 

T, C		30	40	50	60	70	80	90
Utr, мВ нагрев		122	95	75	65	55	50	40
Utr, мВ охлаж		155	120	105	100	85	70	60

 

I, А	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,1	0,12	0,15	0,18
URg2 ,B	4	6	8	10	12	14	16	20	24	30	36
Uo,B	8,3	10,4	12	13,8	16,2	18,9	20,1	23,1	27,6	35	40
Utr,В	4	4,3	4,6	4,6	4,3	4	3,9	3,8	3,4	3,2	3

 

1/T [1/°k]		0,0033	0,00319	0.0031	0.003	0.0029	0.00283	0.00275
Ln(1/RTR) нагр.		-5,4	-5,26	-5	-4,88	-4,74	-4,73	-4,4
Ln(1/RTR) охлаж.		-5,7	-5,5	-5,3	-5,29	-5,1	-4,9	-4,8

 
 
 
 
 
 
 
 

График 1

Зависимость U₀(I), Urg2(I) 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График 2

Зависимость Utr(I)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

График

Температурная зависимость в  виде ln(1/Rtr)=f(1/T) 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

R_TR=[R_g1/U₀]∙U_TR

R_g1=100 кОМ U₀=50 В 

Расчет  энергии активации 

ln(1/R)=D - W/k(1/T) 

-5,4=D-(W/8.56∙10^-5)∙0.0033

-4.4=D-(W/8.56∙10^-5)∙0.00275

-1=-0.00055∙(W/8.56∙10^-5)   => W=0.156 эВ 
 
 

Анализ  полученных результатов

  На графике 1 зависимость напряжения на сопротивлении  R_g от силы тока. ВАХ представляет собой (почти) прямую линию, т.к. R_g постоянное сопротивление.

  На графике 2 зависимость напряжения на терморезисторе от силы тока. На этой ВАХ можно выделить ряд характерных участков:

• Начальный участок имеет линейную зависимость. Это объясняется тем, что через резистор текут малые токи, которые не вызывают его нагрева.
• При увеличении тока резистор разогревается и его сопротивление уменьшается (что хорошо видно на графике)

 

  Температурная зависимость сопротивления терморезистора при подъеме и спаде температур в виде ln(1/Rtr)=f(1/T). Из таблицы и графика видно что при росте температуры значение сопротивления терморезистора резко падает.