КЭТ4

МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра микро– и наноэлектроники

ОТЧЁТ по лабораторной работе №4

по дисциплине «Компоненты электронной техники» Тема: Исследование нелинейных полупроводниковых резисторов

Санкт-Петербург

2023г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Исследование параметров нелинейных полупроводниковых приборов: термистора, позистора, варистора.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Терморезистор — это резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления от температуры. Все полупроводниковые терморезисторы можно разделить на термисторы - полупроводниковые терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления и позисторы - полупроводниковые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления.

Температурная зависимость проводимости термистора может быть аппроксимирована уравнением:

где B - коэффициент, характерный для данного термистора. Значение коэффициента температурной чувствительности в соответствии с уравнением выше может быть определено экспериментально по двум значениям проводимости термистора при температурах Т1 и Т2:

Варистор — это полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения. В лабораторной работе исследуется варистор, изготовленный методом керамической технологии из порошкового карбида кремния со связкой.

2

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1)Построим статические ВАХ термистора U(I) и позистора I(U) по данным таблицы 4.1.

Рис. 4 График зависимости U(I) для термистора

Рис. 5 График зависимости I(U) для позистора

3

Построим зависимость сопротивления позистора от температуры по данным таблицы 4.4.

Рис. 6. График зависимости сопротивления позистора от температуры

Построим температурную характеристику термистора, откладывая по оси абсцисс 1/T, а по оси ординат – значения проводимости в логарифмическом масштабе.

Рис. 7. График температурной характеристики термистора По усреднённой зависимости (прямой линии) получаем

ln σ1 = – 1948,8 (1/Т) – 1,4489

При значениях T1 = 303К; T2 = 313К получаем ln σ1 = – 7,88058 и ln σ2 = – 7,6751

Определим коэффициент температурной чувствительности термистора

B = (lnσ2–lnσ1) / [(1/T1) – (1/T2)] = [ln(σ2 /σ1)] / [(1/T1) – (1/T2)] В = 1948,7518 ≈ 1948,8

4

2)По осциллограмме ВАХ варистора вычислим коэффициент нелинейности варистора при комнатной температуре по формуле

β = R / r = (U / I) (dI / dU)

Рис. 8 ВАХ варистора при комнатной температуре (t=20 ᵒC)

Статическое сопротивление можно вычислить по закону ома. На нашей диаграмме, по оси абсцисс одна клетка 2 В, по оси ординат одна клетка 5 мВ, находим по закону ома ток 5мВ/100Ом=0,05мА (сопротивление указанно в методичке).

По диаграмме находим статическое сопротивление

R = 6В/0,1мА = 60 кОм.

Дифференциальное сопротивление это dU/dI, r = 2В/0,075мА = 26,6 кОм.

β= 2,26

3)По осциллограммам ВАХ варистора при разных температурах вычислить ТКС варистора при неизменном напряжении и неизменном токе по формулам:

TKR|U = const = (1/R) · (R' – R) / (T2 – T1);

TKR|I = const = (1/R) · (R″ – R) / (T2 – T1), где R , R' и R" – статические сопротивления, соответствующие различным токам и напряжениям.

5

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЗИСТОРОВ

Таблица 1. Исследование статических ВАХ термистора и позистора

Рис. 1. Исследование динамической ВАХ варистора при комнатной температуре

Развёртка X-Y. Канал X-2 В/дел.

7

Канал Y-5 мВ/дел.

Рис. 2. Осциллографирование зависимостей от времени тока через варистор и напряжения на нем

Таблица 2. Температурные характеристики термистора и позистора

T = t + 273 σ1 = 1/ R1

8

Рис. 3. Исследование ВАХ варистора при высокой температуре Развёртка X-Y.

Канал X-1 В/дел. Канал Y-20 мВ/дел.

Группа № 1283 “____” __________ _____ Преподаватель: Гагарина А.Ю.

9