ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE

LABORATORIUM

Ćwiczenie nr 6 :

PÓŁPRZEWODNIKOWE ELEMENTY BEZZŁĄCZOWE

Dawid KLEIN

Łukasz KRASOWSKI

Paweł KLEWICKI

Gr C2/L4

1. Charakterystyka napięciowo-prądowa termistora NTC

Wykres przedstawiający charakterystykę u (i) dla dwóch temperatur otoczenia: temperatury pokojowej i temperatury 340K., został wykreślony na podstawie pierwszego punktu pomiarowego.

Przebieg charakterystyki dla temperatury pokojowej znacznie odbiega od liniowości. Jest to spowodowane tym, że w temperaturze pokojowej na termistorze NTC wydziela się większa moc niż w temperaturze 340K, więc dużo szybciej uwidacznia się wpływ samonagrzewania.

W temperatury 340 K przebieg wykresu jest zgodny z przewidywaniami. Charakterystyka jest liniowa.

2. Wyznaczanie wartości parametrów termistora NTC: R₂₅, B, współczynnika TWR oraz rezystancji statycznej i przyrostowej.

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

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

W temperaturze pokojowej (T ≈ 298K) powyższa zależność upraszcza się do postaci:

Biorąc pod uwagę pomiar z zakresu liniowości charakterystyki (u =1V, i =7,4mA), otrzymujemy:

Rozpatrując charakterystykę w temperaturze różnej od pokojowej, można wyznaczyć parametr B:

W zakresie liniowości charakterystyki dla T=340K (u =0,69V; i =31,6mA) otrzymujemy:

K

Współczynnik względnych temperaturowych zmian rezystancji dla termistora NTC jest zdefiniowany następująco:

W temperaturze pokojowej współczynnik TWR badanego termistora ma wartość:

Wykorzystując wykres przebiegu charakterystyk (Wykres 1.) można wyznaczyć wartość rezystancji statycznej i rezystancji przyrostowej w dowolnym punkcie pracy termistora.

Biorąc pod uwagę punkty pracy z zakresu nieliniowego otrzymujemy:

Dla temperatury pokojowej (T=298K) w punkcie i=77,9mA u=5V:

1. rezystancja statyczna

2. rezystancja przyrostowa

Dla temperatury T=340K w punkcie i=70,9mA u=1,32V:

1. rezystancja statyczna

2. rezystancja przyrostowa

3. Charakterystyka napięciowo-prądowa termistora PTC. Wyznaczanie wartości rezystancji statycznej i rezystancji przyrostowej termistora.

4. Charakterystyka prądowo-napięciowa warystora. Wyznaczanie wartości parametrów α oraz K statycznego modelu warystora.

Charakterystyka i(u) warystora jest nieliniowa i może być zapisana w postaci:

gdzie K i α są parametrami modelu warystora.

5. Charakterystyka prądowo-napięciowa fotorezystora. Wyznaczanie wartości rezystancji.

Wykres przedstawiający charakterystykę i(u) fotorezystora oświetlonego i nie oświetlonego, został wykreślony na podstawie trzeciego punktu pomiarowego.

Przy braku oświetlenia charakterystyka jest liniowa w całym badanym zakresie napięć. Po oświetleniu badanego fotorezystora, ostatni pomiar znacznie odbiega od liniowości (prąd nieoczekiwanie zaczął maleć). Może to być spowodowane tym, że przy wzroście napięć i prądów wydzielana moc elektryczna zbliżyła się do mocy dopuszczalnej badanego elementu.

Rezystancja fotorezystora nieoświetlonego (φ₁ = 0) w punkcie u = 8,6V; i = 0,83mA:

Rezystancja fotorezystora oświetlonego (φ₂ > 0) w punkcie u = 3,8V; i = 0,84mA:

, potwierdzona więc została zależność, że przy wzroście natężenia światła padającego na element, jego rezystancja maleje.

---