КЭТ Лабы Грязнов / 3 Лаба / Лаба 3 КЭТ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра электронных приборов и устройств

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Компоненты электронной техники»

Тема: Исследование характеристик варисторов и фоторезисторов

Студенты гр. 0207 _________________ Маликов Б.И.

_________________ Бурчик Н.Е.

Преподаватель _________________ Грязнов А.Ю.

Санкт-Петербург

2022

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование характеристик варисторов и фоторезисторов.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Варисторы представляют собой полупроводниковые резисторы, сопротивление которых начинает резко падать, если приложенное напряжение увеличивается сверх определенного значения. Вольтамперная характеристика варистора (рис. 1.1.) симметрична относительно начала осей координат.

Уменьшение сопротивления с ростом напряжения связано с падением сопротивления контактов между зернами SiC или оксида. Это происходит вследствие нелинейного роста тока через p–n-переходы, образующиеся на этих контактах в результате автоэлектронной эмиссии из острых участков зерен.

Основными параметрами варисторов являются классификационное напряжение U_кл, максимально допустимая выделяемая энергия W и средняя рассеиваемая мощность. Напряжение U_кл соответствует току через варистор, равному 1 мА. Варисторы всегда работают при напряжениях выше U_кл, так как основное применение варисторов – защита от кратковременных перенапряжений шунтирующим воздействием.

Одним из наиболее информативных параметров варистора является их вольтамперная характеристика. Она может быть измерена несколькими методами: методом прямых или методом косвенных измерений. Если измеряемые токи малы, то целесообразно использовать схему косвенных измерений, приведенную на рис. 1.2.

Фоторезистор – сопротивление на основе полупроводникового соединения, изменяющее свое значение при облучении светом видимого или инфракрасного диапазона. Поскольку фоторезистор не имеет p-n-перехода, то обладает одинаковыми свойствами независимо от направления протекающего через него тока.

Рис. 1.2. Схема косвенного измерения ВАХ

Основными характеристиками являются его спектральная чувствительность, т. е. зависимость сопротивления от длины волны падающего на него света (рис. 1.3.) и функциональная зависимость, т. е. зависимость величины сопротивления освещенности (рис. 1.4.).

Рис. 1.3. Спектральная чувствительность фоторезистора на основе CdS	Рис. 1.4. Функциональная зависимость фоторезистора

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Исследование вольтамперной характеристики варистора S10K11:

Формула нахождения тока:

I = (1.1)

где R_б = 2,1 [Ом]

Пример вычисления:

I = = ≈ 0,48 [мА]

Таблица 1.1

Исследование вольтамперной характеристики варистора S10K11

Напряжение U, В	0	8	16	19,4	20,5	21,0	21,6	22,0
Напряжение Uб, мВ	0	0	0	1	5	10	20	40
Ток I, мА	0	0	0	0,48	2,38	4,76	9,52	19,05

2. Исследование вольтамперной характеристики варистора CT1206M6G:

Таблица 1.2

Исследование вольтамперной характеристики варистора CT1206M6G

Напряжение U, В	0	4	8	13,0	13,6	13,9	14,3	14,4
Напряжение Uб, мВ	0	0	0	1	5	10	20	30
Ток I, мА	0	0	0	0,48	2,38	4,76	9,52	14,29

Рис. 1.5. ВАХ варистора S10K11 и варистора CT1206M6G

Классификационное напряжение (U_кл) варистора S10K11 и варистора CT1206M6G по ВАХ (рис. 1.5.):

Варистор S10K11: U_кл ≈ 20 [В]

Варистор CT1206M6G: U_кл ≈ 13,5 [В]

3. Исследование функциональной зависимости сопротивления

фоторезистора:

Нормирование сопротивления:

R_норм = (1.2)

Пример нормирования значения сопротивления фоторезистора при освещенности, равной 50%:

R_норм = = ≈ 0,29 [у.е.]

Таблица 1.3

Исследование функциональной зависимости сопротивления фоторезистора

Освещенность, %	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Теор. отн. сопротивление, у.е.	1		0,65		0,4		0,25		0,15		0,10
Сопротивление, кОм	184,0	152,3	138,9	122,6	85,6	53,6	36,4	25,1	19,3	14,6	11,8
Эксп. отн. сопротивление, у.е.	1	0,83	0,76	0,67	0,47	0,29	0,20	0,15	0,11	0,08	0,06

Рис. 1.6. Cпектральная зависимость проводимости фоторезистора

4. Исследование спектральной зависимости проводимости

фоторезистора:

Нормирование проводимости:

𝛾_норм = = (1.3)

Пример нормирования значения проводимости фоторезистора при длине волны, равной 525 [нм.]:

𝛾_норм = = ≈ 0,82 [у.е.]

Таблица 1.4

Исследование спектральной зависимости проводимости фоторезистора

Длина волны, нм.	400	425	450	475	500	525	550	575	600	625	650	675	700
Теор. отн. проводимость, у.е.	0,3	0,4	0,5	0,62	0,75	0,9	1,0	0,8	0,75	0,6	0,45	0,3	0,2
Сопротивление, кОм	79,3	57,4	45,2	28,1	30,6	22,8	18,7	23,8	28,4	38,2	64,4	85,6	93,3
Эксп. отн. проводимость, у.е.	0,24	0,33	0,41	0,67	0,61	0,82	1	0,79	0,66	0,49	0,29	0,22	0,20

Рис. 1.7. Функциональная зависимость фоторезистора