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实验目的
。
。
实验仪器
箱式惠斯通电桥,控温仪,热敏电阻,直流电稳压电源等。
实验原理
半导体资料做成的热敏电阻是对温度变化表现出特别敏感的电阻元件,它能丈
量出温度的细小变化,并且体积小,工作稳固,构造简单。所以,它在测温技术、
无线电技术、自动化和遥控等方面都有宽泛的应用。
半导体热敏电阻的基本特征是它的温度特征,而这类特征又是与半导体资料的
导电体制亲密有关的。因为半导体中的载流子数量随温度高升而按指数规律快速增
添。温度越高,载流子的数量越多,导电能力越强,电阻率也就越小。所以热敏电
阻跟着温度的高升,它的电阻将按指数规律快速减小。
实验表示,在必定温度范围内,半导体资料的电阻RT和绝对温度T的关系
可表示为bTaeR=(4-6-1)
此中常数a不单与半导体资料的性质并且与它的尺寸均有关系,而常数b仅与
资料的性质有关。常数a、b可经过实验方法测得。比如,在温度T1时测得其电
阻为RT1
11bTaeR=(4-6-2)
在温度T2时测得其阻值为RT2
22bTaeR=(4-6-3)将以上两式相除,消去a得
1
1(212
1TTbTTeRR-=再取对数,有
11(lnln2
121TTRRbTT--=(4-6-4)
把由此得出的b代入(4-6-2)或(4-6-3)式中,又可算出常数a,由这
种方法确立的常数a和b偏差较大,为减少偏差,常利用多个T和RT的组合测
量值,经过作图的方法(或用回归法最好)来确立常数a、b,为此取(4-6-
1)式两边的对数。变换成直线方程:
T
baRT+=lnln(4-6-5)或写作BXAY+=(4-6-6)式中XbBaAR
YT,,ln,ln====,而后取X、Y分别为横、纵坐标,对不一样的温度T测得对应的
RT值,经过变换后作X~Y曲线,它应该是一条截距为A、斜率为B的直线。依据
斜率求出b,又由截距可求出a=eA。
确立了半导体资料的常数a和b后,即可计算出这类资料的激活能E=bK
(K为玻耳兹曼常数,其值见附录)以及它的电阻温度系数
%10012×-==T
bdTdRRTT(α4-6-7)明显,半导体热敏电阻的温度系数是负的,并与
温度有关。
热敏电阻在不一样温度时的电阻值,可用惠斯通电桥测得。
实验内容
用电桥法丈量半导体热敏电阻的
温度特征。
1按图4-6-1实验装置接好电路,布置好仪器。
,开启直流
电源开关,—
,对水加热,使水温渐渐
上涨,温度由水银温度计读出。热敏
电阻的两条引出线连结到惠斯通电桥
的待测电阻RX二接线柱上。
℃开始,每
增添5℃,作一次丈量,直到60℃止。
(℃RT(Ω
~t曲线。
~1/T(T=273+t)直线,求此直线的斜率B和截距A,由此
算出常数a和b值,有条件者,最好用回归法取代作图法求常数a和b值。
、b值,计算出半导体热敏电阻的激活能E和温度系数α。
思虑题
?
(4-6-1)式中的a
、b?
,可否制作一只温度计?