半导体热敏电阻的电阻—温度特性
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。
热敏电阻的电阻--温度特性曲线NTC
RT/R25 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5
(25º C,1)
0
25
50
75
100 125
T/℃
15
RT / RT0--T特性曲线
2.正温度系数（PTC）热敏电阻器的电阻—温度特性 其特性是利用正温度热敏材料，在居里点附近结构发 生相变引起导电率突变来取得的，典型特性曲线如图
3．突变型负温度系数热敏电阻器（CTR） Chop Temperature Resistor
11
走进热敏电阻传感器的世界篇 ——热敏电阻的特性
12
（一）热敏电阻器的电阻——温度特性（RT—T）
RT/Ω 106 105 104 103 1 2 3
ρT—T与RT—T特 性曲线一致。
102 101 100 0 40 60 120 160 T/℃ 温度T/º C
以lnRT、T分别作为纵坐标和横坐标，得到下图。
18
）
lnRr1 lnRr2
lnRr BP β
mR
mr
lnRr0 T2 T1 BP=tgβ =mR/mr
T
lnRT~T 表示的PTC热敏电阻器电阻—温度曲线
若对上式微分，可得PTC热敏电阻的电阻温度系数αtp 1 dRT BP RT exp BP T T0 tp BP RT dT RT exp BP T T0
8
4.耗散系数 热敏电阻器温度变化1℃所耗散的功率。 其大小与热敏电阻的结构、形状以及所处 介质的种类、状态等有关。 5. 时间常数τ 在零功率测量状态下，当环境温度突 变时电阻器的温度变化量从开始到最 终变量的63.2％所需的时间。时间常 数表征热敏电阻加热或冷却的速度。
热敏电阻的温度特性
理论分析热敏电阻由半导体材料制成,其基本特性是温度特性. 它对温度的变化十分敏感,当温度变化为1 度时,金属材料的电阻值仅变化,而热敏电阻值变化可达3 %～6 %. 热敏电阻的体积可以做得很小,其中RC3 型珠状热敏电阻的大小仅与芝麻颗粒的大小相当,其电阻值可以做成几百欧姆到几千欧姆不等.半导体的导电能力取决于参与导电的自由电子数,也即载流子数. 载流子数目越多,导电能力越强,其电阻率也就越小. 和一般的金属不同,负温度系数热敏电阻有一个重要的特点:当温度升高时,其阻值急剧减小,并且其中的载流子数目是随着温度的升高而按指数规律迅速增加的,因此负温度系数热敏电阻的电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小. 实验表明在一定温度范围内,半导体热敏电阻与温度的关系为:R t = A exp ( B/ T) (1)其中,A 、B 均为常数, B 是热敏电阻的材料常数, T 是绝对温度, R t 是温度为t 时的电阻. 根据电阻温度系数的定义:R2 = R1 [1 +α( t2 - t1 ) ] (2)α= 1R t·d Rd t(3)式中α为电阻温度系数. 若绘出热敏电阻的电阻温度特征曲线就可以得到特定温度范围内的电阻温度系数α. 对于半导体,公式(1) 两边对T 求导,带入公式(3) 可得:α= -BT2 (4)由公式(4) ,我们可以发现半导体的电阻温度系数为一负值,这一点也正好说明了其电阻温度特性.数据采集与处理(1) 在仿真操作界面上,按实验要求将所需的各种虚拟仪器组装成完整的实验系统,通过调节R1 、R2的大小选取电桥倍率k =R1R2= 1. 温度调到10 ℃,调节电阻箱R0 ,使检流计的读数为零,并记录此时的温度值t 和电阻值R t ; 调节温度到升温档,从10 ℃开始,每隔5 ℃测量一次,直至90 ℃,将所测温度和电阻值记录并填入表格中,如表1 所示.表1 半导体热敏电阻的温度特性(2) 绘出R t2t 曲线和ln R t2 1T曲线.t/ ℃10 15 20 25 30 35 40 45 50R t /Ω 3 494. 9 2 820. 4 2 292. 8 1 876. 9 1 546. 6 1 282. 5 1 069. 8 897. 5 757. 1( T = t + 273. 2) / K 283. 2 288. 2 293. 2 298. 2 303. 2 308. 2 313. 2 318. 2 323. 2(1 000/ T) / K 3. 531 3. 470 3. 411 3. 353 3. 298 3. 245 3. 193 3. 143 3. 094ln R t 8. 159 7. 945 7. 738 7. 537 7. 344 7. 157 6. 975 6. 800 6. 629t/ ℃55 60 65 70 75 80 85 90R t /Ω642. 0 547. 0 468. 3 402. 8 347. 9 301. 8 262. 8 229. 7( T = t + 273. 2) / K 328. 2 333. 2 338. 2 343. 2 348. 2 353. 2 358. 2 363. 2(1 000/ T) / K 3. 047 3. 001 2. 957 2. 914 2. 872 2. 831 2. 792 2. 753ln R t 6. 465 6. 304 6. 149 5. 998 5. 852 5. 710 5. 571 5. 437(3) 计算此半导体热敏电阻的材料常数B 以及常数A 和温度为20 ℃、50 ℃时的电阻温度系数αt ,最终写出此种半导体热敏电阻的电阻2温度关系表达式R t = A exp ( B/ T) .①此半导体的材料常数B 可以通过图5 求出,根据公式(1) 可以得到:ln R t =BT+ ln A (5)由以上分析可知ln R t～ 1T为一线性关系,其斜率与材料常数B 的值是一致的,求出图5 中直线的斜率便知道了B 的值. 在直线上任取两点a(3. 001 ×10 - 3 ,6. 304) 和b(3. 411 ×10 - 3 ,7. 738) ,则求得:B =ln R ta - ln R tb1T a- 1T b≈3. 500 ×103 (6)②求常数A ,任取一点带入公式(1) ,在这里我们取点c( R t = 547. 0 Ω, T = 333. 2 K) ,可以求得:A =R texp ( BT)= 547. 0exp ( (3. 500 ×103333. 2)≈0. 015 (Ω) (7)③求材料的电阻温度指数α,由公式(4) 可得:当t = 20 ℃,即T = 293. 2 K 时材料的电阻温度系数α。
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。
热敏电阻温度特性实验报告
热敏电阻温度特性实验报告热敏电阻温度特性实验报告引言：热敏电阻是一种常用的电子元件，其电阻值会随着温度的变化而发生变化。
了解热敏电阻的温度特性对于电子设备的温度测量和控制至关重要。
本实验旨在通过测量热敏电阻的温度特性曲线，探究其电阻值与温度之间的关系。
实验材料和方法：材料：热敏电阻、直流电源、数字万用表、温度计、恒温水槽、温度控制器、导线等。
方法：1. 将热敏电阻与直流电源、数字万用表连接，组成电路。
2. 将温度计放置在恒温水槽中，并通过温度控制器控制水槽的温度。
3. 将热敏电阻放置在水槽中，使其与水温保持一致。
4. 通过调节温度控制器，使水槽的温度从低到高逐渐升高。
5. 每隔一段时间，记录热敏电阻的电阻值和相应的温度。
实验结果：在实验过程中，我们记录了热敏电阻的电阻值和相应的温度，并绘制了电阻-温度曲线图。
实验结果显示，热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小，呈现出明显的负温度系数特性。
随着温度的升高，电阻值的变化越来越明显，呈现出非线性的趋势。
讨论与分析：热敏电阻的温度特性是由其材料的特性决定的。
一般来说，热敏电阻的材料是半导体材料，其电阻值与材料的导电性质和能带结构有关。
在低温下，半导体材料中的载流子浓度较低，电阻值较大；随着温度的升高，载流子浓度增加，电阻值减小。
这种负温度系数特性使得热敏电阻在温度测量和控制中有着广泛的应用。
此外，热敏电阻的温度特性还受到环境因素的影响。
例如，温度的变化速率、湿度等因素都会对热敏电阻的温度特性产生一定的影响。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体的环境条件对热敏电阻的温度特性进行修正和校准。
结论：通过本实验，我们成功地测量了热敏电阻的温度特性，并得到了电阻-温度曲线。
实验结果表明，热敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小，呈现出负温度系数特性。
这一特性使得热敏电阻在温度测量和控制中具有重要的应用价值。
然而，需要注意的是，热敏电阻的温度特性受到环境因素的影响，因此在实际应用中需要进行修正和校准。
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。
热敏电阻的温度特性研究
热敏电阻的温度特性研究及其应用一、 实验目的1．了解热敏电阻和Cu50的基本结构及其应用。
2．研究热敏电阻的阻值与温度的关系，并测定电阻温度系数和热敏电阻材料常数。
3．比较Cu50的温度特性。
4．熟悉惠斯顿单臂电桥的工作原理和使用方法。
二、 实验原理物质的电阻值随温度而变化的现象称为热电阻效应。
在一定的温度范围内，可以通过测量电阻值的变化而进行温度变化的测量，这就是热电传感器的工作原理。
典型的热电传感器有热电偶、热电阻和热敏电阻。
其中，热敏电阻由半导体材料制成，它的电阻温度系数比金属的大几百倍，有着极其灵敏的电阻温度效应，同时它还具有体积小、反应快等优点。
热敏电阻是性能良好的温度传感元件，可以制成半导体温度计、湿度机、气压计、微波功率计等测量仪表，并广泛应用于工业自动控制。
热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类，即负温度系数（NTC ）热敏电阻，正温度系数（PTC ）热敏电阻和临界温度电阻器（CTR ）。
其中，NTC 型热敏电阻的电阻值会随温度上升而下降，且电阻随温度的变化范围较大。
热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。
图1NTC 型热敏电阻的电阻与温度的关系式为：T B T Ce R = （1）其中，T 为热力学温度，B 和C 都是与材料物理性质有关的常数，B 称作热敏电阻材料常数，一般为1500-6000K 。
热敏电阻的电阻温度系数T α定义为温度变化1℃时阻值的变化量与该温度下的阻值之比：dTdR R TT T 1=α （2）将式（1）代入上式中得： 2TBT -=α （3） 单位是K -1，一般为－2%～－6%K -1。
由式（3）可以看出，T α是随温度降低而迅速增大。
T α决定热敏电阻在全部工作范围内的温度灵敏度。
热敏电阻的测温灵敏度比金属热电阻的高很多。
Cu50是一种用铜丝做成的热电阻，它的电阻的阻值是随着温度线性变化的，在0℃时它的阻值为50Ω。
其电阻值计算公式为：Cu50的电阻值=实际温度值×k+50 其中k 为变化率，单位：Ω/℃。
ntc热敏电阻原理
ntc热敏电阻原理
NTC热敏电阻是一种温度敏感元件，其电阻值随温度的变化而变化。
NTC热敏电阻的原理是基于半导体材料的温度特性，当温度升高时，
半导体材料的导电性能会发生变化，导致电阻值的变化。
NTC热敏电阻的工作原理可以用以下公式表示：
Rt = R0 * e^(B*(1/T - 1/T0))
其中，Rt为NTC热敏电阻在温度为T时的电阻值，R0为NTC热敏
电阻在参考温度T0时的电阻值，B为材料常数，T为温度，e为自然
对数的底数。
从公式中可以看出，随着温度的升高，NTC热敏电阻的电阻值会下降。
这是因为半导体材料的导电性能随温度的升高而增强，导致电阻值的
下降。
NTC热敏电阻的应用非常广泛，例如温度传感器、温度补偿、电子温
度计等。
在温度传感器中，NTC热敏电阻可以将温度转换为电阻值，
从而实现温度的测量。
在温度补偿中，NTC热敏电阻可以用来补偿电
路中元件的温度漂移，从而提高电路的稳定性。
在电子温度计中，
NTC热敏电阻可以用来测量物体的温度，例如汽车发动机的温度。
总之，NTC热敏电阻是一种非常重要的温度敏感元件，其原理基于半导体材料的温度特性。
随着科技的不断发展，NTC热敏电阻的应用将会越来越广泛。
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。
NTC热敏电阻原理及应用详解
NTC热敏电阻原理及应用详解NTC（Negative Temperature Coefficient）热敏电阻是一种温度敏感电阻，其阻值与温度呈负相关关系。
随着温度的升高，NTC热敏电阻的阻值会下降，反之，温度降低时，阻值会上升。
NTC热敏电阻的原理基于半导体材料的温度特性。
在NTC热敏电阻中，半导体材料的电阻取决于载流子的浓度。
当温度升高时，半导体材料内的原子和分子的热运动加剧，导致载流子的浓度增加，从而使电阻减小。
因此，NTC热敏电阻的阻值与温度呈负相关关系。
1.温度补偿：由于NTC热敏电阻的阻值与温度呈负相关关系，可以被用于温度补偿电路。
例如，电子设备中的温度传感器常常使用NTC热敏电阻来测量环境温度，并实现自动温度补偿。
2.温度控制：NTC热敏电阻可以用作温度控制器的元件。
在一些家电中，例如热水器、电熨斗等，NTC热敏电阻被用于控制加热元件的温度，从而实现温度的稳定控制。
3.温度保护：NTC热敏电阻可以用于电路中的过温保护。
当电路中的温度超过设定值时，NTC热敏电阻的阻值会发生剧烈变化，可以触发保护装置，切断电路以防止过热损坏。
4.温度补偿电源：在一些精密仪器和仪表中，NTC热敏电阻可以用于温度对电源电压的补偿。
通过调节NTC热敏电阻的阻值，可以实现对电源电压的自动补偿，确保电源稳定输出。
5.温度计：NTC热敏电阻可以作为测量温度的元件，通过构建电阻-温度性能曲线，可以将NTC热敏电阻应用于温度计。
在汽车、家电、医疗器械等领域中，NTC热敏电阻广泛用于测量温度并提供相应的反馈信号。
总之，NTC热敏电阻以其温度敏感的特性在多个领域得到了应用。
通过利用NTC热敏电阻的阻值与温度呈负相关关系，可以实现温度补偿、温度控制、温度保护等功能，有助于提高设备的性能和稳定性。
随着技术的不断进步，NTC热敏电阻在各种应用场景中的作用也会越来越重要。
半导体热敏电阻特性的研究
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RT?ae （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 RT1?aeb1（4－6－2）在温度T2时测得其阻值为RT2RT2?aeb2 （4－6－3）b(?)RT1?eT1T2RT211将以上两式相除，消去a得再取对数，有b?lnRT1?lnRT2 （4－6－4）11(?)T1T2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：lnRT?lna?b（4－6－5）T或写作Y?A?BX （4－6－6）式中Y?lnRT,A?lna,B?b,X?，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＝e。
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??1dRT??b?100% （4－6－7）RTdTT2显然，半导体热敏电阻的温度系数是负的，并与温度有关。
半导体热敏电阻的电压-温度曲线实验报告
实验名称：半导体热电特性综合实验姓名学号班级桌号教室第一实验楼609实验日期 20 年月日节一、实验目的：（实验前，必须要熟悉EXCEL计算功能！否则，难以实验。
）1.了解半导体热敏电阻的微观机制。
2.测量半导体热敏电阻的电压-温度曲线。
3.学习用最小二乘法拟合热敏电阻的温度系数（热敏指数）4.了解计算机实时采集、应用EXCEL处理实验数据（自己提前学习）二、实验仪器1 通讯线接口2 温度显示窗口3 电压显示窗口4 制冷电流表5 按键6 测量线接口7 温控线接口8 指示灯9 样品池 10 档位选择开关注1. 正常开机后进入空闲状态，温度显示屏显示测量室的温度t (单位：℃)，电压显示屏显示当前被测样品在该温度下的电压降U(单位：mV)，被测样品的电阻值可用R＝U/I求出，I是被测样品通过的恒定电流，实验用仪器已经调整在20μA。
注2. 档位选择开关选为“V” 时电压窗口显示样品（硅热敏电阻）两端电压值。
三、实验原理1 半导体热敏电阻的热电特性（1）半导体材料的热电特性：其热电特性非常显著，因此，常用作温度传感器的材料。
在较大的温度范围内，半导体都具有负的电阻温度系数。
半导体的导电机制比较复杂，载流子的浓度受温度的影响很大，因此半导体的电阻率受温度影响也很大。
随着温度的升高，热激发的载流子数量增加，导致电阻率减小，因此呈现负的温度系数的关系。
但是实际应用的半导体，往往通过搀杂工艺来提高半导体的性质，这些杂质原子的激发，同样对半导体的电输运性能产生很大的影响。
同时在半导体中还存在晶格散射、电离杂质散射等多种散射机制存在，因此半导体具有非常复杂的电阻温度关系，往往不能用一些简单的函数概括，但在某些温度区间，其电阻温度关系可以用经验公式来概括，如本实验中用的半导体热敏电阻，它的阻值与温度关系近似满足下式：（1）式中R0为T0时的电阻（初值）， R是温度为T时的电阻，T为绝对温度，B 为温度系数（热敏指数）。
热敏电阻与普通热电阻不同,它具有负的电阻温度特性...s.
数字式热敏电阻温度计一、热敏电阻温度转换的原理：热敏电阻是近年来发展起来的一种新型半导体感温元件。
由于它具有灵敏度高、体积小、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。
负系数热敏电阻热敏电阻与普通热电阻不同，它具有负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小，其特性曲线如下：热敏电阻的阻值---温度特性曲线是一条指数曲线，非线性度较大，因此在使用时要进行线性化处理，线性化处理虽然能改善热敏电阻的特性曲线，但比较复杂。
为此常在要求不高的一般应用中，作出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定，以简化计算。
热敏电阻的应用是为了感知温度为此给热敏电阻以恒定的电流，测量电阻两端就得到一个电压，然后就可以通过下列公式求得温度：其中：T------被测温度------与热敏电阻特性有关的温度参数K-----与热敏电阻特性有关的系数------热敏电阻两端的电压根据这一公式，如能测得热敏电阻两端的电压，再知道参数和系数K，则可计算出热敏电阻的环境温度，也就是被测的温度。
这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压温度变化的关系了。
数字式电阻温度计设计工作的主要内容，就是把热敏电阻两端电压值经A/D转换变成数字量，然后通过软件方法计算得到温度值，再进行显示等处理。
二、应用元件:1、热敏电阻RT串上一个普通电阻R再接电源+5V，取RT电压经送A/D转换器转换。
2、使用ADC0809进行A/D转换。
A/D转换器的任务是将输入的模拟信号电压转换为输出的数字量。
A/D转换的过程是首先对输入的模拟电压信号取样，然后进入保持时间。
在这段时间内将取样的电压量化为数字量，按一定的编码方式输出转换结果。
完成这样的一次转换后重新开始下一次取样，进行新一轮的转换。
ADC0809的转换启动信号（START）和地址锁存信号（ALE）连接在一起，由信号控制地址写入，进行通道的选择，按图中情况，通道的地址为4000H，转换后的数据以定时传送方式80C51，所以要运行一个100 的延时子程序，以等待A/D转换完成进行数据的读操作，为此口地址和RD信号相与后送OE，当有效时，转换数据送上数据总线，由80C51接收。
半导体热敏电阻的电阻-温度特性
1 dR T R T dT
（2）
实验原理:
• 直线拟合原理
y=a+bx
由最小二乘法可得，截距a和斜率b. 对本实验 上式两边取自然对数，得
RT R e
B T
1 ln RT ln R B T
用lnRT和1/T做线性拟合，斜率为B，截距为lnR∞
实验原理:
• 惠斯通电桥的工作原理
实验完成离开时，需关闭电脑，清理桌 面，放好凳子，方可离开，这部分计入实验 操作分！！！
报告要求
• • • • 不得抄袭数据，伪造数据，如有发现，分数记为零 原始数据以列表的形式记录在报告上，经老师检查并签字 将Excel表格的数据打印出来贴在报告上 三幅图像需打印，并裁剪至与实验报告一样的大小贴在上 面，图上要有姓名、学号和日期 • 后面的思考题前两个都要在报告的最后讨论回答
离开实验室要求
实验仪器:
工作电压、量程 注意：对于实验仪器上的所有调节旋钮，其调节 方法均为点击鼠标左键逆时针转，点击鼠标右键 顺时针转
实验过程:
• 连线
实验过程:
• 测量
打开稳压电源，根据惠斯通电桥的额定工作电压，选择稳压电源的 输出电压。
检流计解锁，短路 调零
实验过程:
• 测量
接着进入测量页面， 测量时保持温度计、 检流计和记录本处于 同一页面。记录下室 温（20.0度）时的热 敏电阻的阻值（约 500.0Ω）。
半导体热敏电阻的电阻-温度特性
周苇 东南大学物理系
引言:
半导体热敏电阻在日常的生活和科研中有很重要的应用.
热敏电阻
热敏电阻温度计
温控开关
实验目的:
• 学习用惠斯通电桥测电阻 • 了解热敏电阻的电阻温度特性，掌握其测定 方法 • 学习使用 origin 软件处理数据，并运用到以 后实验的数据处理中
热敏电阻温度特性实验[大物仿真实验报告范文热敏电阻温度特性]
![热敏电阻温度特性实验[大物仿真实验报告范文热敏电阻温度特性]](https://img.taocdn.com/s3/m/cba00a7600f69e3143323968011ca300a6c3f6fe.png)
热敏电阻温度特性实验[大物仿真实验报告范文热敏电阻温度特性]大学物理仿真实验报告热敏电阻的温度特性一、实验目的了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧。
二、实验所用仪器及使用方法直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器。
三、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：为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为：，AB是与半导体材料有关的常数，TR惠斯通电桥的工作原理时的电阻值。
t是在温度为t如图所示：就是待测电R2四个电阻R0，R1，，R某组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中R某之间接入检A阻。
在四边形的一对对角和C之间连接电源，而在另一对对角B和D平衡时必和D中无电流通过，电桥便达到了平衡。
两点电位相等时，G当流计G。
B即可求出。
都已知，R某和·有R某=(R1/R2)R0，(R1/R2)R0电桥灵敏度的定义为：越大，说明电桥灵敏度越高。
n的微小改变量，Δ式中ΔR某指的是在电桥平衡后R某实验仪器四、实验所测数据不同T所对应的Rt值RR1/T，及ln均值，的值tt五、实验结果：tR-1.热敏电阻的特性曲线t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：500-0）/(0-85)=（K=由此计算出：α=二次拟合的曲线：T=50所对应的点做切线，可以求得切线的斜率：在图上找到/(0-84)=）K=（495-0由=由此计算出：α1/TR曲线--()t仿真实验画出图线如下图所示将图修正后如下：的值计算有误，正确的但计算机仿真实验画出的曲线图中AA=.A=，B=由此写出Rt=六、思考题 1.如何提高电桥的灵敏度答：电桥的灵敏度和电源电压，检流计的灵敏度成正比，因此提高电源电压，检2.流计的灵敏度能提高电桥灵敏度。
另外，检流计电阻，桥臂总阻值，桥臂电阻比也关系到电桥的灵敏度，因此合适的桥臂总阻值，桥臂电阻比也能提高电桥灵敏度。
实验三 NTC和PTC热敏电阻温度特性的研究
实验三NTC和PTC热敏电阻温度特性的研究温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。
温度传感器种类很多，典型的热电式传感器有热电偶、热电阻和热敏电阻。
热敏电阻对于温度变化非常敏感，将其运用于非平衡电桥中，可将温度及与温度相关的非电量转化为电参量的变化，因此被广泛应用于自动化控制、温度测量技术、遥控等方面。
热敏电阻由半导体材料制成，它的电阻温度系数比金属的大几百倍，有着极其灵敏的电阻温度效应，同时它还具有体积小、反应快等优点。
热敏电阻按照温度系数的不同分为：正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)和负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)。
NTC热敏电阻是Negative Temperature Coefficient 的缩写，意思是负温度系数热敏电阻。
图3-1 环氧封装系列NTC热敏电阻图3-2 玻璃封装系列NTC热敏电阻NTC热敏电阻的阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小, 温度越高，电阻值越小。
它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的，如图3-1、图3-2所示。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因此在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。
温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和空穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。
NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100~1000000欧姆。
NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。
PTC热敏电阻是Positive Temperature Coefficient 的缩写，意思是正的温度系数。
PTC 热敏电阻超过一定的温度(居里温度)时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。
PTC 热敏电阻除测温、控温、在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，有机高分子PTC 热敏电阻适合作为电路保护元件（如过载保护）。