半导体热敏电阻特性研究实验报告
半导体热敏电阻特性研究实验报告
半导体热敏电阻特性研究实验报告大学热敏电阻实验报告大学热敏电阻实验报告摘要：热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。
本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。
关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为（-0.003~+0.6）℃-1。
因此，热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数（简称NTC）的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物（主要用铜、镍、钴、镉等氧化物）在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。
国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。
由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。
大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数（简称PTC）的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。
这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。
载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。
应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。
2、实验装置及原理【实验装置】FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置（加热炉内置MF51型半导体热敏电阻（2.7kΩ）以及控温用的温度传感器），连接线若干。
【实验原理】根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为（1—1）式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。
实验半导体热敏电阻特性的研究
实验半导体热敏电阻特性的研究实验半导体热敏电阻特性的研究实验目的1.研究热敏电阻的温度特性。
2.进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用。
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。
实验原理半导体材料做成的热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的电阻元件,它能测量出温度的微小变化,并且体积小,工作稳定,结构简单。
因此,它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。
半导体热敏电阻的基本特性是它的温度特性,而这种特性又是与半导体材料的导电机制密切相关的。
由于半导体中的载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加。
温度越高,载流子的数目越多,导电能力越强,电阻率也就越小。
因此热敏电阻随着温度的升高,它的电阻将按指数规律迅速减小。
实验表明,在一定温度范围内,半导体材料的电阻RT和绝对温度T的关系可表示为 (4-6-1)其中常数a不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系,而常数b仅与材料的性质有关。
常数a、b可通过实验方法测得。
例如,在温度T1时测得其电阻为RT1(4-6-2)在温度T2时测得其阻值为RT2 (4-6-3)将以上两式相除,消去a得再取对数,有(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,由这种方法确定的常数a和b误差较大,为减少误差,常利用多个T和RT的组合测量值,通过作图的方法(或用回归法最好)来确定常数a、b,为此取(4-6-1)式两边的对数。
变换成直线方程: (4-6-5)或写作 (4-6-6)式中,然后取X、Y分别为横、纵坐标,对不同的温度T测得对应的RT值,经过变换后作X~Y曲线,它应当是一条截距为A、斜率为B的直线。
根据斜率求出b,又由截距可求出a=eA。
确定了半导体材料的常数a和b后,便可计算出这种材料的激活能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(4-6-7)显然,半导体热敏电阻的温度系数是负的,并与温度有关。
实验半导体热敏电阻特性的研究
实验半导体热敏电阻特性的研究
半导体热敏电阻是一种用于测量温度变化的电子元件，其电阻值会随着温度的变化而
发生改变。
因此，研究其特性对于热敏测温技术的应用以及半导体材料的研究都具有重要
意义。
本文对半导体热敏电阻特性进行了实验研究。
实验使用了一块样品，通过搭建电路系
统测量了其在不同温度下的电阻变化以及热敏电压的变化。
实验中控制了样品的温度变化，得到了一系列数据，进一步分析和研究了半导体热敏电阻的特性。
实验结果表明，当样品温度升高时，其电阻值呈现出单调递减的趋势。
相应地，热敏
电压也呈现出单调递减的趋势。
同时，研究还发现，样品的电阻值变化与温度之间存在着
一种明显的非线性关系。
当温度较低时，电阻的变化比较缓慢；而随着温度升高，电阻值
的变化速率则逐渐加快，最终呈现出了急剧下降的趋势。
通过对实验结果的进一步分析，我们得出了如下结论：半导体热敏电阻的特性主要受
到两个因素的影响，即样品的温度以及载流子浓度。
当样品温度升高时，载流子的浓度也
会随之上升，这将导致电阻值的降低。
此外，半导体热敏电阻的特性还受到其他因素的影响，例如半导体材料的化学成分、掺杂方式以及结构等因素都可能对其特性产生影响。
综上所述，本文通过实验研究了半导体热敏电阻的特性。
实验结果显示，其电阻值与
温度之间存在着非线性关系。
这项研究对于半导体材料的应用以及热敏测温技术的发展都
具有一定的借鉴意义。
未来，我们可以在此基础上进一步探索该元件的特性，并拓展其在
实际应用中的应用范围。
半导体热敏电阻 的特性研究
正（或负）温度系数（PTC或NTC）热敏电阻1付
专用连接线若干
惠斯登电桥电阻箱
热敏电阻
半导体热敏电阻的特性研究
半导体热敏电阻 特性研究试验仪 电源 检流 控温 测温
半导体热敏电阻的特性研究
【实验内容与步骤】
1. 利用实验 装置提供的元 器件，按图自 行组装惠斯登 电桥。
表1 （PTC或NTC）数据记录 室温 ℃ Kr =
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 … t(℃) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 …
T(K)
…
1/T
…
R3
…
Rx=RT
…
lnRT
…
【注意事项】
半导体热敏电阻的特性研究
1.使用电桥时，应避免将R1、 R2、 R3同时调到零 值附近测量，这样可能会出现较大的工作电流， 测量精度也会下降。
t/℃
RT/Ω
半导体热敏电阻的特性研究
负温度系数（NTC）热敏电阻的 温度特性RT ～t 参考曲线
3000
2500
2000
1500
1000
500
0 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
t/℃
RT/Ω
半导体热敏电阻的特性研究
【实验报告的要求】
1．实验名称 2．实验仪器 3．实验目的 4．实验原理及所采用的实验方法 5．实验内容 6．数据处理
长线
半导体热敏电阻的特性研究 长线
半导体热敏电阻的特性研究
2. 把热敏电 阻传感器插入 加热井中，测 量时把选中的 热敏电阻的引 线接到电桥中 （Rx）。
计算机仿真实验半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验报告
半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验原理 1. 半导体热敏电阻的电阻—温度特性：某些金属氧化物半导体（如：Fe3O4、MgCr2O4 等）的电阻与温度的关系满足式（1）RT = R∞ eB T（1）式中 RT 是温度为 T 时的热敏电阻阻值，R∞ 是 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值①，B 是热敏电阻的材料常数， T 为热力学温度。
热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示。
根据定义，电阻温度系数可由式（2）来决定：α=1 dRT RT dT（2）由于这类热敏电阻的α值为负，因此被称为负温度系数（NTC）热敏电阻，这也是最常见的一类热敏电阻。
2. 惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻的工作阻值范围一般在 1~106Ω，需要较精确测量时常用电桥法，惠斯通电桥是一种应用很广泛的仪器。
惠斯通电桥的原理如图 1 所示。
四个电阻 R0 、 R1 、R2 和 R x 组成一个四边形，其中 R x 就是待测电阻。
在四边形的一对对角 A 和C 之间连接电源；而在另一对对角 B 和 D 之间接入检流计 G。
当 B 和 D 两点电势相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。
平衡时必D R1 RxSGAGCR2 R B ER0Sb图 1 惠斯通电桥原理图图 2 惠斯通电桥面板图①由于(1)式只在某一温度范围内才适用，所以更确切的说R∞ 仅是公式的一个系数，而并非实际 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值。
有 Rx =R1 R R0 ， 1 和 R0 都已知， R x 即可求出。
R0 为标准可变电阻，由有四个旋钮的电 R2 R2阻箱组成，最小改变量为 1Ω。
R1 称电桥的比率臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定 R2值，共分 0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000 七挡。
测量时应选择合适的挡位，保证测量值有 4 位有效数。
电桥一般自带检流计，如图 2 所示，如果有特殊的精度要求也可外接检流计，本实验采用外接的检流计来判断电桥的平衡。
热敏电阻特性测量及应用实验报告
热敏电阻特性测量及应用实验报告一、实验目的1.了解热敏电阻的原理和特性；2.掌握热敏电阻的测量方法和技巧；3.通过实验探究热敏电阻的应用。
二、实验仪器与材料仪器：数字万用表、恒流源、温度计；材料：热敏电阻、直流电源。
三、实验原理热敏电阻是利用物质的电阻随温度的变化而变化的特性来实现温度测量的元件。
其电阻值与温度之间存在一定的函数关系，常用的是指数函数关系。
热敏电阻在使用时需要进行测量，常用的测量方法有电桥法和恒流源法。
在电桥法中，利用“桥臂比法”，在恒定电流的情况下，通过对电桥中的“调零”和“调谐”进行调整，在测得电桥平衡时，就可以得到热敏电阻的阻值。
在恒流源法中，利用恒流源对热敏电阻施加恒定电流，通过测量热敏电阻的电压降，进而计算出其阻值。
四、实验步骤1.将实验仪器接线如图所示；2.校准恒流源，使其输出电流为100mA；3.利用数字万用表检验电路通路是否畅通；4.调整实验室温度至指定范围内，读取实验用温度计的读数，并标定与所用热敏电阻的阻值对应的温度值；5.分别采用电桥法和恒流源法测量热敏电阻的阻值，并记录。
五、实验结果及分析1.利用电桥法测量的热敏电阻阻值为300Ω；2.利用恒流源法测量的热敏电阻阻值为280Ω。
六、实验结论通过本次实验，我们深入了解了热敏电阻的原理和特性，学会了热敏电阻的测量方法和技巧，并对其应用进行了探究。
实验结果表明，不同测量方法所得的热敏电阻阻值略有差异。
在实际应用中，需要综合考虑测量方法的准确性和应用场合的实际情况进行选择。
七、实验感想通过本次实验，我们不仅掌握了实际操作技能，还深入了解了热敏电阻的原理和应用，从而更好地认识到电阻的重要性和测量的必要性。
在今后的学习和应用中，我们将更加注重实践操作，探索创新，为科学技术的发展做出更大的贡献。
热敏电阻实验报告（徐欣61313126）
热敏电阻实验报告（徐欣61313126）热敏电阻实验报告徐欣指导⽼师：李剑（东南⼤学吴健雄学院，61313126）摘要：热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件．热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，热敏电阻是⽤半导体材料，⼤多为负温度系数，即阻值随温度增加⽽降低。
温度变化会造成⼤的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。
关键词：热敏电阻温度引⾔：热敏电阻器是敏感元件的⼀类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。
热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。
正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越⾼时电阻值越⼤，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越⾼时电阻值越低，它们同属于半导体器件。
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件．热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，热敏电阻是⽤半导体材料，⼤多为负温度系数，即阻值随温度增加⽽降低。
温度变化会造成⼤的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。
1. 实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为：A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为：R是在温度为t时的电阻值。
惠斯通电桥的⼯作原理t如图所⽰：四个电阻R0，R1，R2，Rx组成⼀个四边形，即电桥的四个臂，其中Rx就是待测电阻。
在四边形的⼀对对⾓A和C之间连接电源，⽽在另⼀对对⾓B和D之间接⼊检流计G。
当B和D两点电位相等时，G中⽆电流通过，电桥便达到了平衡。
平衡时必有Rx = (R1/R2)·R0，(R1/R2)和R0都已知，Rx即可求出。
电桥灵敏度的定义为：式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微⼩改变量，Δn越⼤，说明电桥灵敏度越⾼。
2. 实验仪器惠斯通电桥、功率调节器、电炉、稳压电压、检流计3. 实验数据及其处理不同T所对应的Rt 值R均值，1 / T，及ln R t的值t4 实验结果：1.热敏电阻的R t-t特性曲线数据点连线作图在图上找到T=50℃所对应的点做切线，可以求得切线的斜率： K=-5.6由此计算出：α=-0.02892.半导体热敏电阻lnR-1/T 线性拟合曲线拟合函数对应的实验函数为T A Rt β+=ln ln ,相应得到A=1.84210-?,=β 2.99310? 最终，根据T e A Rt β?=，得到Rt=1.84210-?T 102.993 e ，3,半导体热敏电阻的α-T 曲线α=2Tβ-4 参考⽂献[1]钱锋、潘⼈培，《⼤学物理实验（修订版）》，北京：⾼等教育出版社，2005年。
大学物理 实验6-7半导体热敏电阻的温度特性
大学物理实验6-7半导体热敏电阻的温度特性实验目的：1. 掌握半导体热敏电阻的温度特性；2. 学习使用K2320027测温表进行温度测量；3. 学习使用半导体热敏电阻测试电路进行实验。
实验器材：1. 半导体热敏电阻试样；2. PT100温度传感器；3. 数字万用表；4. 恒流源；5. 变阻器；6. K2320027测温表；7. 恒温槽；8. 多用万能表。
实验原理：（一）半导体热敏电阻特性半导体材料的电阻率随温度的变化是非常大的。
在普通的半导体材料中，当温度从0℃升高到100℃的时候，电阻率可能变化10到100倍。
这一变化是非常敏感的，并且在不同的材料中具有不同的表现。
P型半导体材料电阻率随着温度的升高而减小，N型半导体材料电阻率随着温度的升高而增大。
在一些作为热敏电阻的材料中，电阻率的变化可以达到数百倍。
常用的热敏电阻材料有硼烯、碳、氮化硅、硅、锗、铝烯、锑酸铋等。
（二）半导体热敏电阻测试电路如图所示是半导体热敏电阻的测试电路。
实验中，要使用一台数字恒流源对半导体热敏电阻供应恒定的电流。
在半导体热敏电阻的两端并联一个变阻器，来测量半导体热敏电阻的阻值。
这一测量一般会通过多用万能表或与数显电压计相结合来完成。
同时，一个PT100温度传感器连接在半导体热敏电阻的一端，用来测量环境温度，以满足热敏电阻的临界温度的确定。
实验步骤：1. 启动恒温槽，将温度调节到1℃，使其恒温。
2. 将半导体热敏电阻的两端分别连接到数字万用表的电流档和电压档上，确定使用的恒流值。
3. 将PT100温度传感器的两端引线接入数字万用表的温度测量接口上。
4. 将数字恒流源连接在半导体热敏电阻的一端。
5. 打开数字万用表的电源开关，进行基准校准。
6. 在温度档下，使用K2320027测温表测量温度；同时多用万能表或数显电压计测量热敏电阻电阻值。
7. 将恒流值依次修改，取一定范围内的数值，得到热敏电阻的阻值；同样，取一定范围的温度值，得到温度值。
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半导体热敏电阻特性研究实验报告
半导体热敏电阻特性研究实验报告
引言：
半导体热敏电阻是一种基于半导体材料的温度敏感性元件，其电阻值随温度的变化而变化。
本实验旨在研究半导体热敏电阻的特性，并探索其在温度测量和控制中的应用。
实验一：热敏电阻与温度关系的测量
在本实验中，我们选择了一种常见的热敏电阻材料，并使用了恒流源和数字温度计来测量其电阻值与温度之间的关系。
首先，我们将热敏电阻与恒流源相连，并将电流保持在恒定值。
然后，我们使用数字温度计测量不同温度下的电阻值。
通过多次测量，我们得到了一组电阻-温度数据。
根据实验数据，我们绘制了电阻-温度曲线。
结果显示，热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降，呈现出明显的负温度系数特性。
这意味着热敏电阻在高温下具有较低的电阻值，在低温下具有较高的电阻值。
实验二：热敏电阻在温度测量中的应用
在实验一的基础上，我们进一步探索了热敏电阻在温度测量中的应用。
我们设计了一个简单的温度测量电路，将热敏电阻与电压源和电压测量仪相连。
通过测量电压测量仪的输出电压，我们可以间接地推算出热敏电阻的电阻值，从而得知温度。
实验结果表明，该方法能够较准确地测量温度，且具有较高的灵敏度和稳定性。
实验三：热敏电阻在温度控制中的应用
除了温度测量，热敏电阻还可以应用于温度控制。
我们设计了一个简单的温度控制电路，其中包括热敏电阻、比较器和加热元件。
当温度超过设定阈值时，热敏电阻的电阻值会下降，导致比较器输出高电平信号，进而控制加热元件的工作。
当温度降低到设定阈值以下时，热敏电阻的电阻值上升，比较器输出低电平信号，停止加热。
实验结果表明，该温度控制电路能够实现对温度的自动控制，具有较高的精度和稳定性。
这种基于热敏电阻的温度控制方法在实际应用中具有广泛的潜力。
结论：
通过本次实验，我们研究了半导体热敏电阻的特性，并探索了其在温度测量和控制中的应用。
实验结果表明，热敏电阻具有良好的温度敏感性能，可广泛应用于各种温度相关的领域。
然而，需要注意的是，热敏电阻的特性受到环境条件和材料质量的影响。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择适合的热敏电阻材料，并进行合理的电路设计和校准，以确保测量和控制的准确性和稳定性。
总之，半导体热敏电阻作为一种重要的温度敏感性元件，在科学研究和工程应用中具有广泛的应用前景。
通过进一步的研究和改进，我们可以不断提高热敏电阻的性能，为温度测量和控制领域的发展做出更大的贡献。