Uniwersytet Śląski

Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach

Zakład Elektroceramiki Funkcjonalnej

PRACOWNIA NAUKI O MATERIAŁACH-

TWORZYWA CERAMICZNE

Ćwiczenie 8

Wyznaczanie temperaturowego współczynnika rezystancji rezystora oraz badanie temperaturowych charakterystyk termistora NTC i PTC

Cel ćwiczenia

1. Wyznaczenie temperaturowego współczynnika rezystancji rezystora.

2. Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej w półprzewodniku.

3. Zapoznanie się z budową, zasadą działania i zastosowaniem rezystora i termistorów NTC i PTC.

Przebieg pomiarów

Przebieg pomiarów dla rezystora (wejście 2):

1. 
   Zmontować układ pomiarowy (rys. 1, wejście 2).

Rys.1. Układ pomiarowy do pomiaru rezystancji rezystora (wejście 2) i termistorów (wejścia 1 i 3).

2. Wykonać pomiary rezystancji R₂ od temperatury, w zakresie od temperatury pokojowej T_r do 120°C co 5°C (temperaturę T_r odczytać z termometru w Pracowni Nauki o Materiałach). Wyniki pomiarów R₂ zanotować w tabeli:

T [^0C]	Siła termoelektryczna termoogniwa [mV]	R1 [Ω]	R2 [Ω]	R3 [Ω]
Tr Tr + 5 ^0C Tr + 10 ^0C Tr + 15 ^0C itd....	0,00 0,20 0,40 0,60 itd....

Przebieg pomiarów dla termistorów (wejścia 1 i 3):

1. Zmontować układ pomiarowy dla pierwszego termistora (rys. 1, wejście 1).

2. Wykonać pomiary rezystancji R₁ od temperatury, w zakresie od temperatury pokojowej T_r do 120°C co 5°C. Wyniki pomiarów R₁ zanotować w tabeli.

3. Zmontować układ pomiarowy dla drugiego termistora (rys. 1, wejście 3).

4. Wykonać pomiary rezystancji R₃ od temperatury, w zakresie od temperatury pokojowej T_r do 120°C co 5°C. Wyniki pomiarów R₃ zanotować w tabeli.

Opracowanie wyników pomiarów

Dla rezystora

1. Wykonać wykres zależności R₂=f(t), gdzie t - temperatura w stopniach Celsjusza.

2. Obliczyć współczynnik temperaturowy oporu rezystora α korzystając ze wzoru:

R_t=R₀(1+α · t),

gdzie: R_t - oporność w temperaturze t ⁰C,

R₀ - oporność w temperaturze 0 ⁰C.

Czyli:

,

gdzie:
to nachylenie prostej R₂=f(t).

Dla termistorów

1. Wykonać wykresy zależności R₁=f(T) i R₃=f(T), gdzie T - temperatura w kelwinach.

2. Na podstawie wykresów R₁=f(T) i R₃=f(T) określić typ termistorów.

3. Wykonać wykresy zależności lnR₁=f(1/T) i lnR₃=f(1/T).

4. Obliczyć szerokość przerwy energetycznej E_g w półprzewodniku korzystając ze wzoru:

E_g=2 · k · A,

gdzie: k - stała Boltzmanna,

A -nachylenie prostych lnR₁=f(1/T) i lnR₃=f(1/T).

Zagadnienia do kolokwium:

1. Przewodniki, półprzewodniki i izolatory - charakterystyka. Struktura pasmowa półprzewodników.

2. Temperaturowy współczynnik rezystancji.

3. Termistory NTC i PTC - charakterystyka napięciowo - prądowa, pojęcie ujemnego oporu (NTC), efekt PTC w ferroelektrykach, zastosowanie.

Literatura:

[1]. http://rainbow.if.pwr.wroc.pl/dydaktyka/LPF/opisy/cw044.pdf

[2]. M.Hetmańczyk, „Podstawy nauki o materiałach”, Wyd. Politechniki Śl.(1996).

[3]. R.Pampuch, S.Błażewicz, G.Górny, „Materiały ceramiczne dla elektroniki”, Wyd. AGH (1993).

Charakterystyka termometryczna termoelementu nikiel/chrom - nikiel

[^oC]	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
0	0,00	0,40	0,80	1,20	1,61	2,02	2,43	2,85	3,26	3,68
100	4,10	4,51	4,92	5,33	5,73	6,13	6,53	6,93	7,33	7,73
200	8,13	8,53	8,93	9,34	9,74	10,15	10,56	10,97	11,38	11,80
300	12,21	12,62	13,04	13,45	13,87	14,29	14,71	15,13	15,55	15,97

___________________________________________________________________

Pracownia nauki o materiałach

---