Температурная характеристика сопротивления
Удельное сопротивление полупроводниковых оксидных материалов, применяемых для изготовления терморезисторов с отрицательным ТКС, обладает следующей температурной зависимостью: (2.1) У реальных приборов с заданными размерами удельные сопротивления ρ и ρ∞ можно заменить сопротивлениями R и R∞. Точно так же энергию активации q и постоянную Больцмана k заменяют одной постоянной В, которую выражают в градусах Кельвина. С учетом сказанного уравнение (2.1) приобретает более общепринятую форму: (2.2) где - постоянная, соответствующая сопротивлению терморезистора при бесконечно большой температуре, т. е. когда 1/Т=0. Из уравнения (2.2) следует, что при построении зависимости логарифма удельного сопротивления от обратной температуры получается прямая линия. На рис. 3 показаны экспериментальные температурные характеристики удельных сопротивлений двух полупроводниковых материалов в интервале температур от -100 до +400°С.
(2.3) где θ - постоянная, выражаемая в градусах Кельвина. У терморезисторов определенной конструкции, например у одинаковых приборов одинакового размера, постепенное изменение состава материала дает семейство характеристик, подобное изображенному семейству характеристик на рис. 4. По этим кривым можно установить взаимосвязь между сопротивлением (а следовательно, и удельным сопротивлением) при фиксированной температуре и составом материала прибора. На рис. 5 показано изменение удельного сопротивления смеси оксидов марганца и никеля при 25°С в зависимости от введения в него определенного количества оксида меди.
Отношение сопротивлений. В паспортных данных некоторых терморезисторов отсутствует коэффициент В, а вместо него дается отношение сопротивлений R1/R2, где R1 - сопротивление, обычно измеряемое при 25°С, а R2 - сопротивление, измеряемое при некоторой температуре, как правило, в интервале от 50 до 100°С. Взаимосвязь между отношением сопротивлений и коэффициентом В дается выражением (2.5) и графически построена на рис. 8 в форме зависимости R25°С /RT от температуры в градусах Цельсия для различных значений В. (2.5) Номинальное сопротивление – это сопротивление при определенной температуре (обычно при ). Термисторы выпускают с допустимым отклонением от номинального сопротивления и 5%. Номинальное сопротивление различных типов термисторов имеют значения от нескольких Ом до нескольких кОм.
Температурный коэффициент сопротивления любого полупроводникового материала α представляет собой отношение скорости изменения сопротивления с температурой к сопротивлению при заданной температуре: . (2.6) Обычно ТКС измеряют в %/°С. Основное уравнение (2.3), определяющее температурную зависимость сопротивления терморезистора, можно записать в следующей форме: (2.7) После дифференцирования по Т, получаем (2.8) Так как коэффициент В и ТКС α являются двумя различными формами выражения одного и того же свойства материала и так как коэффициент В и удельное сопротивление непосредственно связаны друг с другом для данной оксидной системы, то отсюда следует что удельное сопротивление и ТКС также непосредственно связаны между собой при данной температуре. Эта связь иллюстрируется рис. 7 для системы оксидов меди, марганца и никеля различного состава при температуре 25°С. Температура двукратного изменения сопротивления. Иногда полезно знать изменение температуры ∆Т, при котором сопротивление терморезистора уменьшается вдвое или вдвое увеличивается относительно своего значения при некоторой произвольно выбранной эталонной температуре Tr. Такое ∆Т носит название температуры двукратного изменения сопротивления. Условие, соответствующее такому изменению сопротивления, можно найти из уравнения (2.4): (2.9) Согласно (2.8) , поэтому можно написать (2.10) где αr - ТКС при температуре Тr. Знак плюс в уравнении (2.10) соответствует увеличению, а знак минус - уменьшению сопротивления в 2 раза.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1399)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |