ELEMENTY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Ćwiczenie nr 7

„Półprzewodnikowe elementy bezzłączowe”

16.I.2008

Grupa C2/L4

Sprawozdanie wykonali:

KAŁUŻNY Krystian

MIELEWSKI Andrzej

Katedra Elektroniki Morskiej

1. Charakterystyki statyczne u(i) termistorów NTC

		NTC	293	K		NTC	340	K
		I [mA]	U [V]			I [mA]	U [V]
		2,4	0,29			0,5	0
		2,9	0,45			0,7	0,01
		3,5	0,58			2	0,04
		4,2	0,7			3,15	0,07
		6	1			4,52	0,1
		8	1,32			8,8	0,2
		9,6	1,57			13,4	0,29
		12,2	1,98			14,75	0,32
		14,6	2,3			19,34	0,42
		17,3	2,7			30,4	0,66
		21,3	3,2			36,1	0,78
		24,9	3,41			44,5	0,95
		27,7	3,64			52,8	1,11
		36,2	4,4			67,7	1,4
		45,5	4,2			82,6	1,65
		54,8	4,63			92,3	1,7
		71,1	5			99,5	1,75
		93,7	5,5			105,9	1,8
Wykres przedstawiający charakterystykę u(i) dla dwóch temperatur otoczenia: temperatury 293K i temperatury 340K

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

Charakterystyka napięciowo-prądowo termistora NTC:

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 ≈ 300K) powyższa zależność upraszcza się do postaci:

K

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

Wykorzystując wykres przebiegu charakterystyk można wyznaczyć wartość rezystancji statycznej i rezystancji przyrostowej:

Dla temperatury pokojowej (T=300K) (i=71,1,mA u=5V):

1. rezystancja statyczna

b) przyrostowa rezystancja

Dla temperatury T=340K (i=99,5mA u=1,75V):

1. rezystancja statyczna

2. rezystancja przyrostowa

3. Charakterystyka napięciowo-prądowa termistora PTC.

		PTC	293	K		PTC	340	K
		I [mA]	U [V]			I [mA]	U [V]
		2,4	0,03			0,8	0,5
		4,6	0,07			3,9	0,7
		6,6	0,1			6,7	1
		8,1	0,13			11,09	1,3
		9,4	0,15			17,3	1,5
		11,5	0,19			23,9	2
		13,1	0,21			31,5	2,5
		16,5	0,27			34	2,7
		18,8	0,31			34,3	3
		28,5	0,47			36	3,2
		47,8	0,79			41,4	3,9
		60,2	0,98			44,4	4,4
		63,5	1,02			30,9	5
		73,5	1,2			30,7	5,6
		95,6	1,56			34	7,6
		102,6	1,68			34	11
		111	1,84			9	12,7
		135	2,35			11,2	20
		165	2,83			8,2	24,9
		173,5	3			10,1	31,4
						9,6	41
						8,8	44
Wykres przedstawiający charakterystykę u(i) dla dwóch temperatur otoczenia: temperatury 293K i temperatury 340K

Wykorzystując wykres przebiegu charakterystyk można wyznaczyć wartość rezystancji statycznej i rezystancji przyrostowej:

Dla temperatury pokojowej (T=300K) ( i=135mA u=2,35V):

1. rezystancja statyczna

2. rezystancja przyrostowa

Dla temperatury T=340K (i=34mA u=11V):

1. rezystancja statyczna

2. rezystancja przyrostowa

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.

	U [V]	I [mA]
	0,25	0
	5	0
	10	0
	15	0
	20	0
	25	0
	28,4	0,002
	29,8	0,007
	30,6	0,015
	32	0,051
	32,6	0,116
	32,9	0,172
	33,2	0,227
	33,6	0,32
	33,9	0,484
	34,2	0,64
	34,4	0,76
	34,5	0,83
Wykres przedstawiający charakterystykę i(u) warystora

Dla dwóch wybranych punktów (w zakresie liniowym):

i₁ = 0,051 [mA] u₁ = 32 [V]

i₂ =0,76 [mA] u₂=34,5 [V]

Układ równań:

1) 0,051mA=
=> K=

2) 0,76mA=

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

	nieoświetlony			oświetlony
	U [V]	I [μA]		U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]
	0,5	0,04		0	0,005	10	2,1
	1	0,1		0,1	0,035	11	2,32
	1,5	0,15		0,3	0,068	12,5	2,63
	2	0,2		0,5	0,1	13,7	2,91
	3	0,3		0,7	0,133	14,6	3,6
	4	0,4		1	0,2	17	4,18
	5	0,5		1,5	0,333	19,5	4,83
	6,3	0,63		2,1	0,475	21,8	5,14
	7,5	0,75		2,6	0,59	23,6	4,82
	8,7	0,87		3	0,61	25,4	4,95
	12,5	1,25		4	0,79	26,2	4,83
	24,2	2,42		4,9	0,975	30	5,19
	39	3,92		5,4	1,07	32	5,4
	47,4	4,77		6,6	1,33	33,5	5,6
				7,4	1,5	37,7	6,1
				8,8	1,83	39,8	6,2
Wykres przedstawiający charakterystykę i(u) fotorezystora oświetlonego i nieoświetlonego.

Rezystancja fotorezystora nieoświetlonego w punkcie

u = 39V; i = 3,92μA:

Rezystancja fotorezystora oświetlonego w punkcie u = 39,8V; i = 6,2mA:

Wraz ze wzrostem natężenia światła padającego na fotorezystor jego rezystancja maleje, potwierdzone zostały założenia teoretyczne.

9

---