Badanie zależności temperaturowej oporu półprzewodnika (Termistor).doc

UWAGI:

WSTĘP TEORETYCZNY:

Termistor to opornik półprzewodnikowy, którego rezystancja (opór) zależy od temperatury.

Wykonuje się je z tlenków: manganu, niklu, kobaltu, miedzi, glinu, wanadu
i litu. Od rodzaju i proporcji użytych tlenków zależą właściwości termistora.

Termistory są to półprzewodnikowe przyrządy bez złączowe, charakteryzujące się dużymi zmianami rezystancji w zależności od zmian temperatury (mają one duży współczynnik temperaturowy α). Rozwój produkcji termistorów przypada na okres drugiej wojny światowej, a szybki ich rozwój rozpoczął sie w latach
60 - tych i 70 - tych.

Działanie termistora jako elementu półprzewodnikowego polega na tym,
ze przy wzroście temperatury zwiększa się w nim liczba elektronów swobodnych. Co powoduje zwiększenie rezystancji. Należy przypomnieć,
że współczynnik temperaturowy rezystancji metali jest dodatni, a jego wartość bezwzględna jest znacznie mniejsza niż termistorów. Na przykład dwukrotny wzrost rezystancji platyny wymaga ogrzania jej o 300°C,
a dwukrotny wzrost konduktancji termistorów wymaga ogrzania tylko o 20°C

Rodzaje termistorów:

• NTC - o ujemnym współczynniku temperaturowym - wzrost temperatury powoduje zmniejszanie się rezystancji;

• PTC - o dodatnim współczynniku temperaturowym, tak zwany pozystor - wzrost temperatury powoduje wzrost rezystancji;

• CTR - o skokowej zmianie rezystancji - wzrost temperatury powyżej określonej powoduje gwałtowny wzrost rezystancji (bezpieczniki polimerowe)

Półprzewodnik jest to materiał, którego przewodnictwo elektryczne
w temperaturze pokojowej ma wartość pośrednią pomiędzy pośrednictwem metali i izolatorów. Półprzewodniki cechuje własność, że opór elektryczny maleje wraz ze wzrostem temperatury w pewnym zakresie, podczas gdy opór elektryczny dla metali rośnie. W półprzewodnikach rozróżniamy dwa rodzaje przewodnictwa:

- przewodnictwo samoistne

- przewodnictwo domieszkowe

Przewodnictwo samoistne jest uwarunkowane przejściem elektronów
z zapełnionego pasma walencyjnego do pustego pasma przewodnictwa.
W wysokich temperaturach wystarcza wzbudzenie termiczne, aby przerzucić niektóre elektrony z pasma walencyjnego do pustego pasma przewodnictwa. Gdy elektron zostanie przeniesiony do pasma przewodnictwa, to w paśmie walencyjnym zostaje puste miejsce, które nazywa się dziurą.

Przewodnictwo domieszkowe (niesamoistne) jest uwarunkowane obecnością w nim domieszek. Atomy domieszek nazywamy donorami, jeżeli wprowadzają obsadzone poziomy energetyczne z którymi elektrony mogą być łatwo podniesione do pasma przewodnictwa kryształu. Atomy domieszek nazywamy akceptorami, jeżeli wprowadzają one nieobsadzone poziomy energetyczne, do których elektrony mogą być łatwo przeniesione z pasma walencyjnego kryształu, pozostawiając w nim dziury.

TABELA POMIARÓW: