半导体热敏电阻特性的实验报告

半导体热敏电阻特性研究实验报告大学热敏电阻实验报告摘要: 热敏电阻是一种半导体电阻，其电阻对温度变化非常敏感. 它具有许多独特的优势和用途. 它在自动控制，子技术，远程控制技术和温度测量技术中有着广泛的应用. 本实验采用电桥法研究热敏电阻的电阻温度特性，加深了对热敏电阻电阻温度特性的理解. 热敏电阻是根据半导体材料的电导率对温度的强烈依赖性制成的器件，其电阻温度系数通常为（-0.003〜+ 0.6）-1. 因此，热敏电阻通常可以分为: 在某些烧结条件下，某些过渡金属氧化物（主要是铜，镍，钴，镉和其他氧化物）作为基础材料形成. 近年来，也已经制造了诸如单晶半导体的材料. 国产的主要是指MF91〜MF96半导体热敏电阻. 由于构成此类热敏电阻的过渡金属氧化物基本上在室温范围内被完全电离，也就是说，载流子浓度基本上与温度无关，因此，此类热敏电阻的电阻率随温度的变化主要考虑迁移率和温度之间的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率降低. 它们中的大多数用于温度测量和温度控制技术半导体热敏电阻，也可以制成流量计，功率计等. 常用的钛酸钡材料是通过添加痕量的钛，钡等或稀土元素制成的. 陶瓷技术和高温烧制. 这类热敏电阻的电阻率随温度的变化主要取决于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略不计.

载流子的数量随温度的升高呈指数增长. 载流子越多，电阻率越小. 它被广泛使用. 除了电子电路中的温度测量半导体热敏电阻，温度控制和温度补偿外，它还被制成各种类型的加热器，例如吹风机. FQJ型不平衡直流电桥教学，FQJ不平衡电桥加热实验装置（加热炉内置MF51半导体热敏电阻（2.7kΩ）. 根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率与绝对温度之间的关系为相同的半导体材料是常数，其值与材料的物理性质有关，因此，根据电阻定律，热敏电阻的电阻值可以写为两个电极之间的距离，即截面热敏电阻的常数都是恒定的，可以测量，为便于数据处理，取上式两边的对数，存性关系，在实验中，只要每个温度和测量相应的电阻作为横坐标并绘制纵坐标，获得的曲线图应为: 直线，温度系数可以通过图形方法，计算方法或最小二乘法来计算参数热敏电阻的电阻值. 以下公式给出通过上述方法获得的b值，并将室温代入公式（1-4），然后可以计算出室温. 通过不平衡的直流电可以测量不同温度下热敏电阻的电阻温度系数. 桥. 右侧显示了不平衡直流电桥的. 在B和D之间有一个负载电阻. 当可以获取电路状态时，= 0，仅使用电压输出来表示电桥输出表示当时电桥处于平衡状态.

为了测量的准确性，必须在测量之前对电桥进行预平衡，以便输出电压仅与某个臂的电阻变化有关. 如果R1，R2，R3固定，则R4是要测量的电阻. 当R4测量MF51型热敏电阻时，不平衡直流电桥采用垂直电桥. 所有电阻值均已预先调整并达到平衡，并测量了电压输出. 之后，通过式（1-6），可以得到R，因此＝ R4 + R. 根据表1中的MF51半导体热敏电阻的温度特性（2.7kΩ）研究电桥电路，并设计每个臂的电阻R的值以确保电压输出不会溢出（此实验=1000.0Ω将功能转换开关转到“电压”位置，按G和B开关，打开实验加热装置以提高温度，每两个测量值一个，并添加测量数据列表（表MF51半导体热敏电阻（ 2.7kΩ））耐温度特性温度25 30 35 40 45 50 55 60 65电阻Ω2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748 MF51热敏电阻的不平衡电桥电压输出形式（垂直）测量数据温度t10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4 283.4285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4 0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4 0.0-259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9- 16 30.1 -1815.4 -1977.9 4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1图，如右图所示.

通过最小二乘法计算出的线性方程式，即MF51半导体热敏电阻的电阻-温度特性的数学表达式（实验得出2.7kΩ）. 根据获得的表达式进行计算. 热敏电阻的温度特性电阻的测量值与表1中给出的参考值非常吻合，如下表所示. 温度25 30 35 40 45 50 55 60 65 27002225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748 27202238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823 0.740.58 1.60 0.89 4.99 6.99 7.20 7.40 8.18 10.00从上述结果来看，基本上在实验误差范围内. 但是我们可以清楚地发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却越来越大，这主要是由内部加热效应引起的. 在实验过程中，由于采用不平衡电桥来测量热敏电阻，始终有一定的工作电流通过，因此热敏电阻的阻值大，尺寸小，热容量小，因此焦耳热会迅速使热敏电阻产生稳定的附加内部加热温度升高高于外部温度，这就是所谓的内部加热效果. 在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内部热效应的影响. 该实验将不做进一步的研究和讨论.

通过实验，我们可以清楚地发现热敏电阻的电阻对温度变化非常敏感，并且随着温度的升高，其电阻呈指数下降. 因此，通过利用电阻-温度特性可以制造各种传感器，该传感器可以将较小的温度变化转换为电阻变化以形成较大的信号输出，这特别适合于高精度测量. 此大，它们特别适用于高温，高湿度，振动和热冲击环境下的温度和湿度传感器. 它们可以应用于各种生产操作，具有很大的发展潜力. “大学物理实验”写作小组. 大学物理实验[M]厦门: 厦门大学出版社卢神龙，曹正东. 热敏电阻电阻温度特性实验教学BR-1半导体热敏电阻测试仪，电阻箱，热敏电阻，温度计以及热敏电阻是一种半导体电阻，其电阻对温度变化非常敏感. 热敏电阻的基本特性是温度特性. 实验表明，在一定温度范围内，半导体的电阻率之间的关系如何？热力学温度T可以表示为Δa0e是一个常数，其值与材料的物理性质有关. 热敏电阻的电阻是电极之间的距离，S是热敏电阻的截面积，a？a0是通过取RT？ael的两边的对数，lnRT？lna？b，常数来获得的a和b可以通过实验确定，可以从测量值T和RT计算得出. 使用n组测量值，可以使用图形方法和计算方法来计算参数A和b的值，并且可以根据A来计算不同温度下的热敏电阻RT的电阻值.

1. 将电阻盒和热敏电阻分别连接到R36和Rr插孔. 4.向电加热杯中注满冷水（距加热杯开口1.5cm），然后将热敏电阻和温度计放入电加热杯中. 5.将电阻箱的电阻值放在2K位置（热敏电阻的电阻值在25点），6. 打开电源开关，指示灯点亮，并将电压调整为5V〜6V. 7.将测量的开/关开关转到“ on”，调整电阻箱以使振镜指针基本为零，然后将粗略测量开关转到“精细测量”以调整电阻箱以使振镜指针不偏斜. 倒计时此时的温度和热敏电阻的电阻，并填写表格. 8.按照上述方法加热电热杯以将温度升至5，在表中填写温度和热敏电阻的电阻，直到温度达到100. 9.实验结束后，停止加热并关闭电源动力. 10.绘制并测量热敏电阻的温度特性曲线. 1.做实验时，必须首先将精细测量和粗略测量转换开关转到“粗略测量”，然后将开/关转换开关转到“关闭”. 1.绘制并测量热敏电阻的温度特性曲线. 以1 / T为横坐标，以lnRT为纵坐标. 2.找到斜率b并截取曲线的A，然后从A中找到a. 获得热敏电阻电阻与温度之间的关系. 计算时取T（K）= t（）+ 273实验时间: 2009年11月22日实验目的: 类: Yingwu 08测试具有温度特性的负温度系数热敏电阻的电阻，并加以考虑如何在应用中进行线性化加深电场强度和电位的概念. 直流稳定电源，数字万用表，加热电阻线，铁架，支架，连接线等，1个要测试的热敏电阻，仅一个标准电阻.

热敏电阻是一种半导体电阻，其电阻对温度变化非常敏感. 它具有许多独特的优势，例如能够测量温度的小变化，长期运行，体积小和结构简单. 其在热敏电阻中的基本特性是温度特性. 与金属相比，在半导体中，原子核对价电子的结合力更大，因此自由载流子的数量更少. 因此，半导体的电阻率较高而金属的电阻率非常低. 由于半导体中载流子的数量随温度的升高而变化，因此它呈指数增长. 载流子的数量越多，电导率越强，电阻率越小. 因此，随着温度的升高，其电阻率将迅速成倍增加. 减少. 这与金属中的自由电子传导完全相反，在自由金属中，该类的电阻率随温度升高而缓慢增加. 图B.4.1显示了热敏电阻值和金属时间；而且一般的热敏电阻值最多可以变化约1000倍，因此半导体的电阻温度和铂的电系数远大于金属. 电阻特性曲线是恒定的，其值与材料的物理特性有关. 根据电阻定律，热敏电阻的电阻可以是R？l？al是电极之间的距离，S是热敏电阻的截面积，a？al，y？lnRT，A？ lna，则公式（3）写成y？A？bx（4）由测量值T和RT确定. 使用组测量值，可以通过图形方法，计算方法或最小二乘法获得参数A和b的值，而可以通过A获得a的值. 注意，温度T为热力学温度（K）. 可以通过惠斯通电桥测量不同温度下的热敏电阻RT的电阻值. 制作设备并连接电路图；从20开始加热水，每2到60记录一组T？U2数据.

2. 映射Rt？热敏电阻的T特性（1）映射Rt？热敏电阻的T散点图，然后进行指数拟合1.线性化的优化优势: 传感器的输出可以不失真反映输入量的变化；可以简化理论分析和设计计算；有利于补偿各种干扰因素；方便进行数据处理和校准. 线性化可以进一步提高测量精度； 3.电阻的温度系数在工作范围内不是恒定的，并且会随温度的变化而显着变化； 4.采用冷却方式测量不同温度下热敏电阻的电阻值，可以很好地减小实验误差；

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