实验4.10半导体热敏电阻特性研究
半导体热敏电阻实验报告
半导体热敏电阻实验报告一、实验目的1、了解半导体热敏电阻的基本特性。
2、掌握测量半导体热敏电阻阻值与温度关系的方法。
3、学会使用数据处理软件分析实验数据，得出热敏电阻的温度特性曲线。
二、实验原理半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化而显著变化的特性制成的温度敏感元件。
其电阻率随着温度的升高而迅速减小，具有负温度系数。
半导体热敏电阻的电阻值与温度的关系可以用以下经验公式表示：＼（R_T ＝ R_0 e^｛B(1/T 1/T_0)｝＼）其中，＼（R_T\）为温度\（T\）时的电阻值，＼（R_0\）为温度\（T_0\）时的电阻值，＼（B\）为材料的热敏常数。
在实验中，通过改变温度，测量不同温度下热敏电阻的电阻值，然后对数据进行处理和分析，得出其温度特性曲线。
三、实验仪器1、恒温箱：用于提供不同的温度环境。
2、数字万用表：用于测量热敏电阻的电阻值。
3、半导体热敏电阻：实验所研究的对象。
四、实验步骤1、连接电路将半导体热敏电阻与数字万用表连接成测量电路，确保连接牢固，接触良好。
2、设定温度打开恒温箱，设定起始温度，并设置温度间隔，如每隔 5°C 或10°C 改变一次温度。
3、测量电阻值在每个设定的温度稳定后，使用数字万用表测量半导体热敏电阻的电阻值，并记录下来。
4、重复测量为了提高实验数据的准确性，在每个温度点进行多次测量，并取平均值。
5、改变温度按照设定的温度间隔，逐步升高或降低恒温箱的温度，重复步骤 3 和 4，直到完成所需温度范围内的测量。
五、实验数据记录｜温度（°C）｜电阻值（Ω）｜｜｜｜｜＿____|＿____|｜＿____|＿____|｜＿____|＿____|｜｜｜六、数据处理与分析1、绘制曲线以温度为横坐标，电阻值为纵坐标，使用绘图软件绘制出半导体热敏电阻的温度特性曲线。
2、拟合曲线根据实验数据，选择合适的函数形式对温度特性曲线进行拟合，如指数函数或幂函数。
半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验讲义
∞ 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、MgCr2O 4 等）的电阻与温度的关系满足式（1）：B R = R e T （1） T ∞式中 R T 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阻的材料常数，T 为热力学温度。
①，B 是热敏电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 R T dR TdT （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 R 0 、R 1 、R 2 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CR b 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。
R R 1 有 R x = R 2 R 1 R 0 ， 2 和 R 0 都已知， R x 即可求出。
R 0 为标准可变电阻，由有四个旋钮的电R 阻箱组成，最小改变量为 1Ω。
1 R2 称电桥的比率臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定值，共分 0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000 七挡。
热敏电阻温度特性研究实验
热敏电阻温度特性研究实验热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器件，其特性可以用于温度测量、温度补偿和温度控制等应用。
为了研究热敏电阻的温度特性，我们可以进行以下实验来获取相关数据并分析。
第一步：实验准备在进行实验之前，我们需要准备以下材料和仪器：1. 热敏电阻：选择一款具有明确参数和规格的热敏电阻。
我们可以根据实际需求和实验目的选择合适的材料和规格。
2. 温度控制装置：使用恒温水槽或热电偶与温控器等设备来提供稳定的温度环境。
3. 电阻测量设备：选择一台高精度的电阻计来测量热敏电阻的电阻值。
4. 数据记录装置：通过连接电阻计和计算机，或是使用独立的数据记录设备，将实验数据记录下来以便后续分析。
第二步：实验过程1. 首先，将热敏电阻与电阻测量设备连接。
注意确保连接的稳定和可靠，避免因为松动或接触不良导致实验误差。
2. 将热敏电阻放置在温度控制装置中，并设定一系列不同的温度值。
可以根据实验需求选择适当的温度范围和步进值。
3. 保持每个温度值下的稳定状态，等待热敏电阻达到热平衡。
这样确保测量的数据准确可靠。
4. 使用电阻计测量每个温度下热敏电阻的电阻值，并记录下来。
为了提高准确度，可以对每个温度值进行多次测量并取平均值。
5. 根据实验需要，可以重复多次实验以获得更加可靠的数据。
第三步：实验数据分析与应用1. 整理实验数据，将测量得到的热敏电阻电阻值与相应的温度值进行对应。
2. 基于这些数据，我们可以绘制出热敏电阻的温度特性曲线，其中横轴表示温度，纵轴表示电阻值。
通过曲线的形状和趋势，我们可以分析出热敏电阻的温度响应特性和敏感度。
3. 进一步，我们可以根据实验数据和温度特性曲线，开发出与热敏电阻相关的温度测量、控制和补偿等应用。
例如，使用热敏电阻的温度特性来实现恒温控制系统、电子温度计或温度补偿技术。
其他专业性角度：1. 理论分析：可以通过数学模型和物理方程来解释和解析热敏电阻的温度特性。
例如，通过电阻和温度之间的数学关系，可以计算出电阻值随温度变化的速率或曲线斜率。
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。
热敏电阻温度特性研究实验报告
热敏电阻温度特性研究实验报告热敏电阻温度特性研究实验报告引言：热敏电阻是一种能够随温度变化而改变电阻值的电子元件。
它在工业、医疗、环保等领域中有着广泛的应用。
本实验旨在研究热敏电阻的温度特性，探索其在不同温度下的电阻变化规律，为其应用提供参考。
实验设计：本实验采用的热敏电阻为NTC热敏电阻，其电阻值随温度的升高而下降。
实验所用的测试仪器有温度计、电压源、电流表和万用表。
实验步骤：1. 将热敏电阻与电路连接，保证电路的正常工作。
2. 将电压源接入电路，调节电压为常数值。
3. 使用温度计测量热敏电阻的温度，记录下每个温度点对应的电阻值。
4. 重复步骤3，直到覆盖整个温度范围。
实验结果：通过实验数据的收集与整理，我们得到了热敏电阻在不同温度下的电阻值变化曲线。
实验结果表明，随着温度的升高，热敏电阻的电阻值呈现出逐渐下降的趋势。
当温度较低时，电阻值变化较小；而当温度升高到一定程度时，电阻值的变化速度加快。
讨论：1. 温度对热敏电阻的影响：根据实验结果，我们可以得出结论：温度对热敏电阻的电阻值有着显著的影响。
随着温度的升高，热敏电阻的电阻值逐渐下降。
这是因为在高温下，热敏电阻内部的电导率增加，电子的运动能力增强，从而导致电阻值的降低。
2. 热敏电阻的应用：热敏电阻的温度特性使其在许多领域中得到了广泛的应用。
例如，在温度控制系统中，热敏电阻可以用来检测环境温度，并通过控制电路来实现温度的自动调节。
此外，热敏电阻还可以用于温度计、温度补偿电路等方面。
结论：通过本次实验，我们对热敏电阻的温度特性有了更深入的了解。
实验结果表明，热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降。
这一特性使得热敏电阻在许多领域中有着广泛的应用前景。
对于今后的研究和应用，我们可以进一步探索热敏电阻的温度特性，优化其性能，并将其应用于更多的领域中，为人们的生活和工作带来更多便利。
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》摘要：本实验旨在研究半导体热敏电阻的特性，通过实验测量不同温度下热敏电阻的电阻值，并分析其特性曲线。
实验结果表明，半导体热敏电阻的电阻值随温度的变化呈现出指数关系，具有良好的温度敏感性。
1. 引言半导体热敏电阻是一种温度敏感的电阻器件，其电阻值随温度的变化而变化。
在实际应用中，半导体热敏电阻常用于温度测量、温度补偿和温度控制等领域。
因此，研究半导体热敏电阻的特性对于提高其应用性能具有重要意义。
2. 实验目的通过实验测量不同温度下热敏电阻的电阻值，并绘制电阻-温度特性曲线，分析半导体热敏电阻的特性。
3. 实验原理半导体热敏电阻的电阻值与温度的关系可用指数函数表示：R = R0 * exp(B*(1/T-1/T0))其中，R为电阻值，R0为标定温度下的电阻值，B为常数，T为温度，T0为标定温度。
4. 实验装置和方法实验装置包括半导体热敏电阻、温度控制装置、数字万用表等。
首先将半导体热敏电阻与数字万用表连接，然后通过温度控制装置控制热敏电阻所处的温度，测量不同温度下热敏电阻的电阻值。
5. 实验结果与分析通过实验测量得到不同温度下热敏电阻的电阻值，并绘制电阻-温度特性曲线。
实验结果表明，半导体热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小，且呈现出指数关系。
这说明半导体热敏电阻具有良好的温度敏感性，适用于温度测量和控制。
6. 结论通过本实验，我们研究了半导体热敏电阻的特性，得出了其电阻值与温度呈指数关系的结论。
这为半导体热敏电阻在温度测量和控制领域的应用提供了重要的参考。
综上所述，本实验为研究半导体热敏电阻的特性提供了重要的实验数据和分析结果，对于深入理解半导体热敏电阻的工作原理和应用具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
半导体热敏电阻特性研究
【实验简介】
热敏电阻是由半导体材料制成的一种电阻对温度变化非常敏感的热敏元件，利用这一特性可以将它作为感温元件制成热敏电阻温度计、温度传感器，实现测温、控温等功能。
热敏电阻作为感温元件具有灵敏度高、体积小、热惯性小等特点，在自动控温、测温等方面应用很广。
热敏电阻的温度特性曲线是热敏电阻的基本特性，本实验主要测量负温度系数、正温度系数热敏电阻的温度特性曲线，了解其测温原理
实验原理
【实验目的】
1. 了解热敏电阻的温度特性及其测温、控温原理。
2. 测量热敏电阻的温度特性曲线。
3. 掌握作图法和最小二乘法（曲线拟合法）处理实验数据。
【预习思考题】
1. 负温度系数（NTC）热敏电阻的特性是什么？
2. 怎样用电桥测电阻？
3．如何用作图法和最小二乘法（曲线拟合法）处理实验数据？
【实验仪器】
QJ-23型单臂电桥，DHT-2型热学实验仪。
【实验原理】
1. 热敏电阻温度特性
热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件，按照电阻随温度变化特性可以分为负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻(PTC)、临界温度系数热敏电阻(CTC)。
负温度系数热敏电阻其电阻随着温度的升高而降低，主要用于测温和控温；正温度系数热敏电阻其电阻在达到某一温度后随着温度的升高而升高，在这一温度之前有一很小的负温度系数，在某一温度范围内，其电阻值会产生急剧变化。
适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用；临界温度系数热敏电阻其电阻在达到临界温度点时急剧变化，主要用作开关。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图4.10.1所示。
图4.10.1
温度系数是反映热敏电阻对温度的敏感程度，是热敏电阻作为感温元件的一个重要参数，用表示，其定义为温度升高1ºC，热敏电阻的相对变化量，即
（4.10.1）
2. NTC型热敏电阻温度特性及其温度系数测量
NTC半导体热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物，采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。
由这类金属氧化物半导体制成的热敏电阻，具有很大的负温度系数。
实验证明：在一定温度范围内，负温度系数热敏电阻与温度之间的关系为
（4.10.2）
T为热力学温度；为温度为T时的阻值；B为由材料性质决定的常数；A为与材料性质和电阻几何尺寸有关的常数
根据热敏电阻温度系数的定义，NTC型热敏电阻温度系数为
（4.10.3）
由式（4.10.3）可知：只要测出B，即可求出某温度下NTC型热敏电阻的温度系数。
对式（4.10.2）线性化，可得
（4.10.4）
与成线性关系，在实验中测得各温度的值后，即可对与作线性拟合，即可求出B，根据式（4.10.4）可算出某温度下的。
3. PTC型热敏电阻温度特性
NTC半导体热敏电阻是一种以钛酸钡为主要原料的氧化物半导体陶瓷，具有独特的电阻温度特性，本实验不做详细介绍，只要求测出其温度特性曲线。
【实验内容与步骤】
1. 测NTC 型热敏电阻的温度特性曲线，计算B 和T=30度时的温度系数。
1.1 熟悉箱式电桥的使用方法，选择合适的电桥参数，测出室温时的热敏电阻值。
1.2 将DHT-2型热学实验仪预设温度设为100度；加热电阻，温度从室温到100度每5度测一次对应的电阻值。
1.3 将数据输入Origin数据处理软件，作出NTC 型热敏电阻的温度特性曲线。
1.4 作出~ 曲线，求B 和T=30度时的温度系数。
2. 测PTC 型热敏电阻的温度特性曲线。
2.1 实验仪预设温度为120度；加热电阻，温度从40度到120度每5度测一次对应的电阻值。
2.2 将数据输入Origin数据处理软件，作出PTC 型热敏电阻的温度特性曲线。
【注意事项】
1. 注意绝对温度T 与摄氏温度t 的关系。
2. 电桥检流计须先调零点，电阻加热前先测室温电阻值。
3. 测量时，密切注视检流计，若指针迅速偏转至满偏，说明通过检流计的电流很大，应迅速断开检流计按钮“G”，以免烧坏检流计。
【思考题】
1．提出一种用热敏电阻制作控温装置的方案。
2．你的生活中有哪些仪器用到了热敏元件？各热敏元件的作用是什么？。