SPRAWOZDANIE

ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE

ĆW 7: PÓŁPRZEWODNIKOWE ELEMENTY

BEZZŁĄCZOWE

Wykonali:

Dominik Szrama

Michał Skotarczak
Paweł Sielawa

1. CHARAKTERYSTYKA u(i) TERMISTORA NTC DLA DWÓCH RÓŻNYCH TEMPERATUR OTOCZENIA.

T=340K
u[V]	i[mA]
0	0
0,2	8,4
0,3	12,7
0,39	16,8
0,49	21,2
0,66	30,2
1,1	53,5
1,59	94
1,65	103,4
T=293K
u[V]	i[mA]
0	0
0,5	2,6
1	5,4
1,53	8,5
2,07	11,9
3,05	19,3
3,9	30,6
4,4	43,2
4,9	96

Charakterystyki statyczne u(i) termistora NTC dla dwóch różnych temperatur otoczenia:

2. WYZNACZANIE WARTOŚCI PARAMETRU R25, TWR B ORAZ REZYSTANCJI

STATYCZNEJ I REZYSTANCJI PRZYROSTOWEJ TERMISTORA NTC.

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.

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

W naszym przypadku temperatura pokojowa wynosiła 293[K], przyjęliśmy że powyższe

zależności są słuszne dla naszego przypadku.

Biorąc pod uwagę pomiar z zakresu liniowości charakterystyki dla temperatury T=293[K] (u=1,53 [V]; i =8,5 [mA]), otrzymujemy:

Rozpatrując charakterystykę w temperaturze równej od pokojowej, można wyznaczyć

parametr B:

B =

W zakresie liniowości charakterystyki dla temperatury T=340K (u=0,3 [V]; i=12,7 [mA])

otrzymujemy:

Współczynnik względnych temperaturowych zmian rezystancji dla termistora NTC jest

zdefiniowany następująco:

W temperaturze pokojowej współczynnik TWR badanego termistora ma wartość:

Wynika z tego, że rezystancja termistora w danej temperaturze (T=298 [K]) maleje o około 6% na K, przy innej temperaturze współczynnik ten ma inną wartość.

W celu wyznaczenia wartości rezystancji statycznej i rezystancji przyrostowej z zakresu

nieliniowości charakterystyki, dla dwóch temperatur, wyznaczyliśmy z wykresu punkty

pracy:

dla T=293[K], i=81,1[mA], u=3,89[V]

rezystancja statyczna

rezystancja dynamiczna

Dane: T=293[K], i1=43,2,[mA], u1=4,4[V], i2=2,6[mA], u2=0,5[V]

dla T=340[K], i=8,4[mA], u=0,2[V]

rezystancja statyczna

rezystancja dynamiczna

Dane: T=340[K], i1=103,4[mA], u1=1,65[V], i2=53,5[mA], u2=1,1[V]

Obliczenia potwierdzają to, co zauważyliśmy na wykresie, że w miarę wzrostu temperatury rezystancja maleje. Dla temperatury T=340K wyznaczenie punktu pracy było trudne, gdyż charakterystyka jest prawie liniowa, odchylenie od liniowości jest znikome. Z tego względu rezystancja przyrostowa i rezystancja statyczna mają wartości zbliżone do siebie.

3. CHARAKTERYSTYKI u(i) TERMISTORA PTC DLA DWÓCH TEMPERATUR

OTOCZENIA. WYZNACZANIE REZYSTANCJI STATYCZNEJ I PRZYROSTOWEJ

TERMISTORA PTC.

T=293K
u[V]		i[mA]
0		0
0,5		29,7
0,73		45
1,05		66,2
1,45		88,3
2,07		126,4
2,22		136,9
2,52		154,4
2,86		170,8
T=340K
u[V]	i[mA]
0	0
1,16	30,5
1,72	41,8
13,2	15,2
18,1	11,5
21	9,1
24	8,9
33,5	7,4
38,3	6,5
46,3	6

Charakterystyka dla temperatury pokojowej nie jest liniowa (podobnie jak dla termistora

NTC) jest to spowodowane samonagrzewaniem się termistora.

Charakterystyki statyczne u(i) termistora PTC dla dwóch różnych temperatur otoczenia.

Do obliczenia rezystancji statycznej i przyrostowej termistora wyznaczyliśmy z wykresu

punkty pracy, dla dwóch temperatur w zakresie nieliniowym:

dla T=293[K], i=45[mA], u=0,73 [V]

rezystancja statyczna

rezystancja przyrostowa

Dane: T=293[K], i1=154,4[mA], u1=2,52[V], i2=45[mA], u2=0,73[V]

dla T=340[K], i=41,8[mA], u=1,72[V]

rezystancja statyczna

rezystancja przyrostowa

Dane: T=340[K], i1=7,4[mA], u1=33,5[V], i2=41,8[mA], u2=1,72[V]

4. CHARAKTERYSTYKA PRĄDOWO NAPIĘCIOWA WARYSTORA W SKALI

LOGARYTMICZNO-LOGARYTMICZNEJ. WYZNACZANIE WARTOŚCI

PARAMETRÓW ORAZ K STATYCZNEGO MODELU WARYSTORA.

T=293K
u[V]	i[mA]
0	0
3	0
7	0
11	0
18	0
21	0
25	0,2
30,8	17,8

Charakterystyka i(u) warystora w skali logarytmiczno-logarytmicznej.

Charakterystyka statyczna i(u) warystora ma postać :

Aby wyznaczyć parametry K oraz statycznego modelu warystora, wyznaczyliśmy dwa

punkty pracy:

u=30,8[V], i=17,8 [mA]

u=25[V], i=0,2 [mA]

otrzymaliśmy układ dwóch równań z dwiema niewiadomymi:

obustronnie logarytmujemy

21,7

Po rozwiązaniu tych równań otrzymaliśmy:

Teraz charakterystyka wygląda następująco:

5. CHARAKTERYSTYKI PRĄDOWO-NAPIĘCIOWE FOTOREZYSTORA

OŚWIETLONEGO I NIEOŚWIETLONEGO. WYZNACZANIE WARTOŚCI

REZYSTANCJI.

nieoświetlony
u[V]	i[mA]
0,05	0
3,4	0,3
5,9	0,5
13,2	1,3
16	1,5
20	2
25,5	2,5
29	2,9
38	3,8
43,4	4,3
47	4,7
oświetlony
u[V]	i[mA]
4,1	1,1
7,6	2
12,8	3,7
18,5	5,2
24	6,5
31,2	7,4
37	8,2
39	7,8

Charakterystyki statyczne i(u) fotorezystora oświetlonego i nieoświetlonego.

Zauważyliśmy, że wraz ze wzrostem natężenia oświetlenia nachylenie charakterystyki i(u) wzrasta, czyli rezystancja fotorezystora maleje. Przy braku oświetlenia charakterystyka jest liniowa. Po oświetleniu badanego fotorezystora widać niewielkie zniekształcenia otrzymanej charakterystyki.

Rezystancję fotorezystora obliczamy na podstawie obranego z wykresu punktu pracy:

nieoświetlony

u=20 [V], i=2 [mA]

Oświetlony

u=24 [V], i=6,5 [mA]

Powyższe obliczenia potwierdzają ,że wraz ze wzrostem oświetlenia fotorezystora maleje rezystancja.

---