МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ


ОТЧЁТ

по лабораторной работе № 2

по дисциплине «Компоненты электронной техники»

ТЕМА: ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ТЕРМИСТОРОВ И ПОЗИСТОРОВ



Зефания Д.К

Степанов. Е.В

Гурин. А.В

Студент гр. 1203
Преподаватель		Грязнов А.Ю.

Санкт-Петербург

2023

Цель работы – ознакомление с характеристиками нелинейных полупроводниковых резисторов – терморезисторов.

Основные сведения о терморезисторах

В работе исследуются температурные характеристики полупроводниковых терморезисторов с отрицательным ТКС (NegativeTemperatureCoefficient – NTC-термисторы или просто термисторы) и положительным ТКС (Positive TemperatureCoefficient – PTC-термисторы или позисторы).

Термисторы состоят из поликристаллической смеси различных спеченных оксидов (например, Fе₂O₃, Zn₂TiO₄, MgCr₂O₄ и TiO₂), сверху компоненты покрываются защитной стеклоэмалью. Они характеризуются круто падающей монотонной зависимостью сопротивления от температуры. Эта зависимость описывается выражением:

, (2.1)

где R_T – сопротивление термистора при текущей температуре T; R₀ – номинальное сопротивление термистора, указываемое для температуры T₀, равной +25 °C или 298 K; B – постоянная, зависящая от материала резистора (значение B обычно лежит в пределах от 1000 до 6000 K). Характер зависимости сопротивления термистора от температуры иллюстрируется рис. 2.1.

По определению температурный коэффициент сопротивления любого резистора находится по формуле (1.1). Если подставить (2.1) в (1.1) и взять производную, то получим следующее выражение для ТКС NTC-термистора:

---

. (2.2)

При использовании данной формулы следует помнить, что В и Т выражаются в кельвинах. Из (2.2) следует, что _Т термистора не является константой, а зависит от температуры (это отражено в обозначении _Твместо_R). Во всей области рабочих температур (обычно от –55 до +155 °С) абсолютное значение _Т термисторов оказывается в десятки раз большим, чем у линейных постоянных резисторов.

круто падающей монотонной зависимостью сопротивления от температуры. Эта зависимость описывается выражением:

, (2.1)

где R_T – сопротивление термистора при текущей температуре T; R₀ – номинальное сопротивление термистора, указываемое для температуры T₀, равной +25 °C или 298 K; B – постоянная, зависящая от материала резистора (значение B обычно лежит в пределах от 1000 до 6000 K). Характер зависимости сопротивления термистора от температуры иллюстрируется рис. 2.1.

По определению температурный коэффициент сопротивления любого резистора находится по формуле . Если подставить (2.1) в , и взять производную, то получим следующее выражение для ТКС NTC-термистора:

. (2.2)

При использовании данной формулы следует помнить, что В и Т выражаются в кельвинах. Из (2.2) следует, что _Т термистора не является константой, а зависит от температуры (это отражено в обозначении _Твместо_R). Во всей области рабочих температур (обычно от –55 до +155 °С) абсолютное значение _Т термисторов оказывается в десятки раз большим, чем у линейных постоянных резисторов.

Термисторы широко используются в системах автоматики как датчики температуры и в устройствах компенсации температурного дрейфа выходных сигналов усилителей.

---

Позисторы обычно изготавливаются на основе поликристаллической керамики из титаната бария (BaTiO₃), легированной различными примесями. Сопротивление позисторов на несколько порядков возрастает после превышения их температуры над некоторым значением (T_ref), что связано с фазовым переходом из сегнетоэлектрического состояния в параэлектрическое (рис. 2.2). Масштаб по оси ординат принято отображать логарифмическим, поскольку рост сопротивления от температуры носит почти экспоненциальный характер.

В области резкого увеличения сопротивления _Т позистора приблизительно постоянен. Тогда, если на этом участке известны два значения сопротивления, например, R₁ и R₂, которые соответствуют двум температурам Т₁ и Т₂, то для _Т будет справедливо:

. (2.3)

В пределах этого температурного диапазона, зная сопротивление для некоторой температуры, можно рассчитать, каким станет сопротивление при другой температуре: (2.4)

С помощью формулы (2.4) может быть рассчитано сопротивление позистора для выбранной температуры на основании его справочных данных. В этом случае вместо сопротивления R₁ и температуры T₁ используют R_ref и T_ref соответственно. Позисторы нашли широкое применение в схемах ограничения тока, а также как высокочувствительные датчики температуры.



рис 2.3 схема измерения ВАХ позистора

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. 
   зависимость сопротивления термистора от температуры и рассчитаем температурный коэффициент сопротивления резистора
   

Таблица 2.4

Исследование температурной зависимости сопротивления термистора [B57045]

Температура T, °С	25	30	40	50	60	70	80
Сопротивление RT, Ом	10330	9500	7860	5900	4100	2950	2250
αR1 , ppm/C	-0.0160697	-0.01726	-0.02494	-0.03051	-0.028049	-0.02373	0.0125

---

Рисунок 2.4 – Температурная зависимость сопротивления термистора [B57045]

Таблица 2.5

Исследование температурной зависимости сопротивления термистора [B57164]

Температура T, °С	Комн.	30	40	50	60	70	80
Сопротивление RT, Ом		1900	1400	1130	900	670	560
αT, ppm/°С		-0.02632	-0.01929	-0.02035	-0.025556	-0.01642	0.0125

Рисунок 2.5 – Температурная зависимость сопротивления термистора [B57164]

2. 
   Построим зависимость сопротивления позистора от температуры и рассчитаем температурный коэффициент сопротивления позистора
   

Таблица 2.6

Исследование температурной зависимости сопротивления позистора

---

Рисунок 2.6 – Температурная зависимость сопротивления позистора

3. 
   вольтамперную характеристику позистора
   

Таблица 2.7

Результаты исследования вольтамперной характеристики позистора

Напряжение U, B	0	1	2	3	4	5	6	8	10	15	20
Ток I, мА	0	16.8	33.7	47.5	56.5	57.2	54	48	40	29	22.5

Рисунок 2.7 – Вольтамперная характеристика позистора

ВЫВОД:

В ходе обработки результатов лабораторной работы

были исследованы полупроводниковые резисторы. По расчетным данным и

построенным зависимостям были получены результаты, удовлетворяющие

теоретическими.

По расчетным данным и построенным зависимостям были получены результаты, удовлетворяющие теоретическим – термистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (термистор) действительно, во всем исследуемом диапазоне температур был рассчитан отрицательный TCS, термистор с положительным температурным коэффициентом (позистор), согласно теория, имела положительный TCS.По полученной вольт-амперной характеристике можно приблизительно определить рабочую точку позистора – поскольку он используется в схеме в качестве датчика температуры, рабочая точка будет расположена на начальном участке проводов, где дифференциальное сопротивление позистора положительное

---

Смотрите также файлы

• Практическая работа 2 Задача 1.docx

• Содержание Раздел Общие характеристики судна 3 Раздел Общее устройство судна 6 Раздел Судовые энергетические установки 11 Раздел Вспомогательная котельная установка .docx

• Кафедра по предмету тема.docx

• 32. Технология изготовления втулок.docx

• Анализ работы системы государственных органов и учреждений социальной защиты населения региона.docx