Data wykonania: 14.01.2011

ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE

LABORATORIUM

ĆW.7 PÓŁPRZEWODNIKOWE ELEMENTY BEZZŁĄCZOWE

Wykonali

Piotr Iwanowski

Tomasz Bronk

Dawid Budnarowski

1. Wykreślenie charakterystyk u(i) termistora NTC dla dwóch temperatur otoczenia:

Z analizy wykresu wynika, że rezystancja termistora maleje wraz ze wzrostem temperatury. Zauważyć też można, że charakterystyka dla wyższej temperatury jest bardziej liniowa i efekt samonagrzewania się jest niemal niezauważalny. Dla temperatury pokojowej efekt ten jest bardzo dobrze widoczny i odpowiada jemu zakrzywienie charakterystyki.

2. Wyznaczanie parametrów termistora NTC na podstawie pomiarów zależności u(i).

- parametru R₂₅,

- parametru B,

- współczynnika TWR ,

- wartości rezystancji statycznej,

- wartości rezystancji przyrostowej.

Charakterystyka napięciowo-prądowo termistora NTC, z uwzględnieniem wpływu temperatury na rezystancję elementu, ma postać:

Na podstawie pomiarów z zakresu, gdzie na przebieg charakterystyki nie ma wpływu zjawisko samonagrzewania, można wyznaczyć wartości parametrów R₂₅ i B.

- Wyznaczanie parametru R₂₅ dla T=300K:

W temperaturze pokojowej (T=300K) powyższa zależność upraszcza się do postaci:

Biorąc pod uwagę pomiar z zakresu liniowości charakterystyki dla temperatury T=300[K] :

U=1,45 [V]; I =10,15 [mA]

otrzymujemy:

- Wyznaczanie parametru B dla T=340K:

Wybieramy punkt w zakresie liniowości charakterystyki dla temperatury T=340K :

U=0,5 [V]; I=22,7 [mA]

otrzymujemy:

- Wyznaczanie współczynnika TWR:

Współczynnik względnych temperaturowych zmian rezystancji dla termistora NTC wyrażony jest wzorem:

W temperaturze pokojowej współczynnik TWR badanego termistora ma wartość:

Wynika z tego, że rezystancja termistora w danej temperaturze (T=300 [K]) zmienia się o -6,3% na 1[K].

-Wyznaczanie wartości rezystancji statycznej dla T=300[K]:

Wybrany punkt:

U=4,42[V]; I=89,9[mA]

-Wyznaczanie rezystancji statycznej dla T=340[K]:

Wybrany punkt:

U=0,5[V]; I=22,7[mA]

-Wyznaczanie wartości rezystancji dynamicznej dla T=300[K]:

W celu wyznaczenia rezystancji dynamicznej należy wybrać dwa punkty z dokonanych pomiarów dla temperatury pokojowej.

Wybrane punkty:

U₁=3,5[V]; I₁=30,3[mA]

U₂=2,21[V]; I₂=16,35[mA]

Zatem:

-Wyznaczanie wartości rezystancji dynamicznej dla T=340[K]:

Wybrane punkty:

U₁=1,73[V]; I₁=119 [mA]

U₂=0,5[V]; I₂=22,7[mA]

1. Wykreślenie charakterystyki u(i) termistora PTC dla dwóch temperatur oraz wyznaczenie wartości rezystancji statycznej i rezystancji przyrostowej termistora:

Wyznaczenie rezystancji statycznej dla T = 300 [K]:

Wybrany punkt pracy z tabeli:

u = [V]

i = [mA]

R_s = $\ \frac{u}{\text{\ i}}$

R_s = $\frac{\ \lbrack V\rbrack}{\ \lbrack mA\rbrack\ }$ = [Ω]

Wyznaczenie rezystancji przyrostowej dla T = 300 [K]:

Wybrany punkt pracy z tabeli:

u₁ = [V]

i₁ = [mA]

u₂ = [V]

i₂ = [mA]

R_p = $\frac{u}{i}$

R_p = $\frac{(\ \lbrack V\rbrack\ \ \ \lbrack V\rbrack)\ }{(\ \lbrack mA\rbrack\ \ \ \lbrack mA\rbrack)}$ = [Ω]

Wyznaczenie rezystancji statycznej dla T = 340 [K]:

Wybrany punkt pracy z tabeli:

u = [V]

i = [mA]

R_s = $\ \frac{u}{\text{\ i}}$

R_s = $\frac{\ \lbrack V\rbrack}{\ \lbrack mA\rbrack\ }$ = [Ω]

Wyznaczenie rezystancji przyrostowej dla T = 340 [K]:

Wybrany punkt pracy z tabeli:

u₁ = [V]

i₁= [mA]

u₂ = [V]

i₂ = [mA]

R_p = $\frac{u}{i}$

R_p = $\frac{(\ \lbrack V\rbrack\ \ \ \lbrack V\rbrack)\ }{(\ \lbrack mA\rbrack\ \ \ \lbrack mA\rbrack)}$ = [Ω]

1. Wykreślenie w skali logarytmiczno-logarytmicznej charakterystyki i(u) warystora oraz wyznaczenie wartości parametrów α oraz K statycznego modelu warystora:

Zależność i(u) dla warystora można zapisać jako:

i(u) = K ^. u^α

Wybieramy dwa punkty pomiarowe z tabeli i podstawiamy do powyższej funkcji:

1. i= u=

2. i= u=

1. =K

1. Wykreślenie charakterystyk statycznych i(u) fotorezystora i wyznaczenie wartości rezystancji fotorezystora nieoświetlonego oraz oświetlonego:

Fotorezystor nieoświetlony:

Wybrany punkt pracy z tabeli:

u = [V]

i = [mA]

R = $\frac{u}{\text{\ i}}$

R = $\frac{\lbrack V\rbrack}{\ \lbrack mA\rbrack}$=[MΩ]

Fotorezystor oświetlony:

Wybrany punkt pracy z tabeli:

u = [V]

i = [mA]

R = $\frac{u}{\text{\ i}}$

R = $\frac{\lbrack V\rbrack}{\ \lbrack mA\rbrack}$=[kΩ]

1. Wnioski:

Przez nieoświetlony fotorezystor nie płynie prąd lub bardzo mały prąd przy większych napięciach. Można uznać że bardzo mały prąd który płynie przez fotorezystor jest równy zeru. Spowodowane jest to sączoną rezystancją fotorezystora.