Лекція № 7

Тема 2.5 Напівпровідникові резистори. Будова, принцип дії, умовні позначення в схемах, маркіровка, області застосування

НП прилади поділяються на такі групи:

1) НП резистори;

2) НП діоди;

3) біполярні транзистори;

4) уніполярні (польові) транзистори; 5)тиристори.

Тема 2.5 Напівпровідникові резистори. Будова, принцип дії, умовні позначення в схемах, маркіровка, області застосування

Напівпровідникові резистори

НП резистори мають два вихідних електроди. Вони поділяються на лінійні та нелінійні.

У лінійних резисторів питомий електричний опір не залежить від при­кладеної напруги. їх умовне позначення наведене на рис. 2.1,а. Вони виготовляються на основі НП р- або

n-типу і використовуються в інтег­ральних мікросхемах.

Рис. 2.1 - Умовні позначення лінійного резистора (а), варистора (б), терморезистора (в), фоторезистора (г)

Нелінійні резистори (варистори) - це такі НП резистори, у яких пи­томий опір залежить від прикладеної напруги. їх умовне позначення наведене на рис. 2.1,6. Варистор має нелінійну симетричну ВАХ, яку показано на рис. 2.2.

Один з основних параметрів варис­тора - коефіцієнт нелінійності λ, який визначається відношенням його ста­тичного опору R_ст до динамічного опору

де U, I - напруга на варисторі та струм через нього.

Зазвичай =2 ÷ 6.

Варистори використовують як обме­жувачі перенапруг для захисту НП при­ладів.

Також існують НП резистори, опір яких різко залежить від темпера­тури навколишнього середовища. Це - терморезистори. їх умовне по­значення наведене на рис. 2.1,в.

Терморезистори поділяються на термістори, у яких із зростанням температури опір зменшується, та позистори, у яких із зростанням тем­ператури опір зростає.

Залежність опору терморезистора від температури визначається експоненційним законом:

(2.2)

де - коефіцієнти, залежні від конструктивних розмірів та концент­рації домішок у НП відповідно; Т - абсолютна температура.

Терморезистори (термістори, позистори) використовуються як дат­чики температури у системах регулювання температури, теплового захисту, протипожежної сигналізації, для термостабілізації режимів ро­боти електронних пристроїв.

Потужні позистори дозволяють забезпечувати захист електрооблад­нання від струмів перевантаження (замість теплових реле).

Напівпровідниковий терморезистор — це резистор, виготовлений з напівпровідникового матеріалу, опір якого залежить від температури. Розрізняють два типи терморезисторів: термістор, опір якого зі збільшенням температури зменшується, і пози с тор, у якого опір збільшується зі збільшенням температури.

Для виготовлення термісторів використовуються напівпровідники з електронною провідністю, як правило, оксиди металів і суміші оксидів. Конструктивно термістори виготовляють у вигляді дисків, кульок, шайб.

Температурна характеристика терморезистора — це залежність опору терморезистора R від температури. Для більшості напівпровідників у ши­рокому інтервалі температур залежність електричного опору терморезистора від температури виражається експоненціальним законом:

R= aexp(b/T),(10.1)

де а — коефіцієнт, який залежить від конструктивних розмірів і матеріа­лу; b — коефіцієнт, який залежить від концентрації домішок у напівпро­віднику; Т — абсолютна температура.

Основним параметром, який характеризує роботу терморезистора, є тем­пературний коефіцієнт опору який виражає процентну зміну опору терморезистора від зміни температури.

TKR = ((AR/AT)/R) 100 %,

В ольт-ампєрна характеристика термістора — це залежність напруги на термісторі від струму в умовах теплової рівноваги між термістором і довкіллям.

На рис. 10.8 показані статичні вольт-амперні U характеристики термісторів.

Лінійність характеристики для малих струмів і напруг пояснюється тим, що теплова енергія, яка виділяється у термісторі, недостатня для істотної зміни його температури.

Термістори застосовуються як первинні вимірювальні перетворювачі температури (див.розд. 6) у вимірювальних пристроях. Термістори доцільно застосовувати там, де необхідно виміряти температуру малих об'єктів. Наприклад, у біології за допомогою термістора, змонтованого на кінчику голки, можна вимірювати температуру внутрішніх органів живого організму.

Терморезистори застосовуються в системах регулювання температури, теплового захисту, протипожежної сигналізації.

У фоторезисторів величина опору залежить від ступеню освітлення, їх, в основному, застосовують у пристроях автоматики.