半导体热敏电阻的电阻温度特性

实验6研究半导体热敏电阻的特性. 实验目的1.研究热敏电阻的温度特性. 2.进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用. 实验设备箱式惠斯通电桥，温度控制器，热敏电阻，直流电源等. 实验原理由半导体材料制成的热敏电阻是对温度变化非常敏感的电阻元件. 它可以测量温度的微小变化，并且体积小半导体热敏电阻，工作稳定并且结构简单. 因此，它在温度测量技术，技术，自动化和远程控制中具有广泛的应用. 半导体热敏电阻的基本特性是其温度特性半导体热敏电阻，该特性与半导体材料的导电机理密切相关. 因为半导体中载流子的数量随着温度的升高呈指数增长. 温度越高，载流子数量越多，电导率越强，电阻率越小. 因此，随着温度的升高，热敏电阻的电阻将呈指数下降. 实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻RT与绝对温度T的关系可以表示为TbaeR =（4-6-1）T，其中常数a不仅与性能有关半导体材料的特性还取决于它的尺寸，常数b仅与材料的特性有关. 常数a和b可以通过实验测量. 例如，在温度T1下测得的电阻为RT111TbTaeR =（4-6-2）在温度T2下测得的电阻为RT222TbTaeR =（4-6-3）除以上述两个公式，并消除a）11（2121TTbTTeRR- =然后取对数，是）11（lnln2121TTRRbTT --- =（4-6－4）将所得的b代入公式中的（4-6-2）或（4-6-3），常数a可以为用这种方法确定的常数a和b有较大的误差. 为了减少误差，经常使用T和RT的多个组合测量值，通过制图的方法（最好是回归法）来确定常数a和b，取（4-6-1）两侧的对数.

转换成线性方程: TbaRT + = lnln（4-6-5）或写BXAY + =（4-6-6）其中TXbBaARYT1，，ln，ln ====，然后将X和Y设为水平，整理，测量不同温度T对应的RT值，变换后制作XY曲线. 它应该是一条具有截距A和斜率B的直线. 从斜率中获得b，然后从截距中获得a = eA. 在确定半导体材料的常数a和b之后，可以计算出该材料的活化能E = bK（K是玻尔兹曼常数，有关值请参见附录）及其电阻的温度系数012×b-==TdTdRRTTα（ 4-6-7）显然，半导体热敏电阻的温度系数为负，并且与温度有关. 可以使用惠斯通电桥测量不同温度下的热敏电阻的电阻值. 实验内容通过电桥法测量了半导体热敏电阻的温度特性. 1.按照图4-6-1中的实验设备连接电路并设置仪器. 2.将水装满容器，打开直流电源开关，并通过电热丝通入2.5A-3.0A的电流以加热水，从而逐渐提高水温. 水银温度计读取温度. 热敏电阻的两根引线连接到惠斯通电桥的待测电阻RX的两个端子上. 3.测试温度从20°C开始，每升高5°C，就进行测量直至60°C.

数据处理1.在下表中填写实验测量数据t（℃）20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 RT（Ω）2. 制作RT〜t曲线. 3.画一条直线lnRT〜1 / T（T = 273 + t），求出该直线的斜率B和截距A，然后计算常数a和b的值. 如果条件允许，最好使用回归而不是绘图来找到常数a和b值. 4.根据获得的a和b的值，计算出半导体热敏电阻的激活能E和温度系数α. 问题1. 半导体热敏电阻的温度特性是什么？ 2.如何使用实验方法确定公式a，b中的（4-6-1）？ 3.可以使用半导体热敏电阻的温度特性制作温度计吗？热敏电阻直流电源惠斯通电桥电加热丝汞温度计容器水＋ －Rx图4-6-1

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