7.2.3. Провести измерения напряжений на терморезисторе, задаваясь током через него в соответствии с табл. 2 при температуре 200С.
Таблица 2
| Т,ОС | J, мА | 0,3 | 1 | 2 | 3 | 6 | 9 |
| 20 | U, В | ||||||
| 50 | U, В | ||||||
| 70 | U, В |
После установления нового режима выдерживать схему в нем не менее 2-3 мин, контролируя задаваемый ток. Только после этого фиксировать показания приборов.
7.2.4. Поместить терморезистор в термостат (нагретый до 500С), выдержать 5 мин., провести измерения согласно табл.2.
Температуру термостата контролировать и поддерживать с отклонением не более ±10С.
7.2.5. Разогреть термостат до 700С, выдержать терморезистор в этом режиме не менее 5 мин, провести измерения согласно табл.2. Температуру термостата поддерживать с отклонением не более ±10С.
7.3. Исследование характеристик фоторезистора и светодиода
(оптоэлектронной пары)
7.3.1. Выписать параметры исследуемой оптоэлектронной пары ОЭП-16 (Прил.П3).
7.3.2. Собрать схему для исследования характеристик оптоэлектронной пары при температуре 200С (рис.11,в). Исходные состояния: регуляторы стенда - в нулевом положении; токовые приборы стенда - в положении 10 мА, стрелочные вольтметры стенда: входной - в диапазоне 5 В, выходной - 10 В; цифровой миллиамперметр - в диапазоне 1 мА, цифровой вольтметр - 10 В.
Регулятор термостата стенда установить в положение "700С".
7.3.3. Задаваясь током в цепи светоизлучающего диода Jд согласно табл.3, провести измерения напряжения на диоде Uд и токов через фоторезистор в режимах подаваемых на него напряжений 1 и 5 В.
21
Таблица 3
| JД, мА | 1 | 2 | 4 | 7 | 10 |
| UД, В | |||||
| JФ|1 В | |||||
| JФ|5 В |
7.3.4. Поместить оптопару в термостат. Выждать 5 мин. Повторить измерения согласно табл.3. (при температуре 700С).
8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
8.1. Варистор
Исходя из результатов измерения прямой ветви ВАХ варистора при 20 и 700С рассчитать (для режимов Uпр = 1, 3, 6, 10, 12, 14 В) величины R, r, b, ТКJ, свести результаты в табл.4, построить графики их зависимостей от напряжения, сформулировать выводы.
Для классификационного тока Jкл = 3 мА рассчитать коэффициенты асимметрии d для Т = 20 и 700С.
Таблица 4
| Uпр, В | Т0С | 1 | 3 | 6 | 10 | 12 | 14 |
| R, кОм | 20 | ||||||
| 70 | |||||||
| r, кОм | 20 | ||||||
| 70 | |||||||
| b | 20 | ||||||
| 70 | |||||||
| ТКJ |
8.2. Терморезистор
Для всех измерений согласно табл.2 рассчитать величины сопротивлений терморезистора по постоянному току R (оформить в виде соответствующей таблицы). Для токов 1, 3 и 6 мА рассчитать величины температурных коэффициентов сопротивления для диапазонов температур 200-500 и 500-700.
Коэффициент температурной чувствительности В рассчитать для токов 1 и 3 мА и перепада температур (200 - 700).
8.3. Фоторезистор
Рассчитать сопротивление фоторезистора в режимах, соответствующих токам светодиода 1, 4 и 10 мА для напряжений на фоторезисторе 1 и 5 В при температурах 20 и 700С.
22
9. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет представляется каждым студентом индивидуально и должен содержать:
1. Титульный лист (с указанием - УГТУ; кафедра РЭИС; курс "ФОЭ" (ЭБРЭА), наименование лабораторной работы, номер группы, Ф.И.О. студента и преподавателя, дата сдачи).
2. Формулировку цели исследования.
3. Схемы установок для исследования резисторов.
4. Таблицы экспериментальных данных.
5. Таблицы расчетных параметров и формулы для их определения.
6. Графики вольтамперных характеристик резисторов при различных температурах.
7. Графики зависимостей расчетных параметров резисторов от напряжения.
8. Сводную таблицу паспортных и экспериментально определенных и рассчитанных параметров резисторов.
9. Анализ полученных результатов и выводы по работе.
Примечание. П.п. 2-9 должны быть выполнены и представлены раздельно для каждого из исследованных резисторов - варистора, терморезистора, фоторезистора (в виде модулей).
10. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие виды полупроводниковых резисторов существуют?
2. Что такое варистор?
3. Из чего и как изготавливают варисторы?
4. Что характерно для внутреннего строения варисторов?
5. Нарисуйте вольтамперную характеристику варистора. Поясните её ход.
6. Каким уравнением можно аппроксимировать участок ВАХ варистора?
7. Какими параметрами характеризуется варистор?
8. Нарисуйте зависимости статического и дифференциального (динамического) сопротивлений варистора от напряжения на нем.
9. Что такое коэффициент нелинейности варистора? Как он зависит от напряжения?
10. Для решения каких технических задач применяются варисторы?
11. Какие разновидности терморезисторов существуют?
12. Из каких материалов изготавливают термисторы, позисторы?
13. Что такое термистор? Нарисуйте его вольтамперную характеристику и поясните её ход.
14. Нарисуйте зависимость сопротивления термистора от температуры. Поясните её ход.
23
15. Нарисуйте и поясните вольтамперную характеристику позистора.
16. Нарисуйте и поясните зависимость сопротивления позистора от температуры.
17. Запишите формулу для определения температурного коэффициента сопротивления терморезистора. Какие величины имеют TKR термисторы, позисторы?
18. Перечислите различные физические механизмы сильной зависимости электропроводности от температуры.
19. Что такое фоторезистор?
20. Запишите выражение для определения темнового тока фоторезистора через параметры полупроводника.
21. Нарисуйте семейство вольтамперных характеристик фоторезистора. Поясните их ход.
22. Нарисуйте и поясните спектральную характеристику фоторезистора.
23. Что такое коэффициент усиления фоторезистора и как это усиление происходит?
24. Нарисуйте зависимости тока фоторезистора от интенсивности светового потока при различных напряжениях на нем. Поясните их отличия.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. 4-е изд. М.:Высшая школа, 1987. 479 с.
2. Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд. Киев:Технiка, 1984. 424 с.
3. Овечкин Ю.А. Полупроводниковые приборы: Учебник для техникумов. 2-е изд. М.:Высшая школа, 1979. 279 с.
4. Справочник по основам электронной техники. Б.С.Гершунский, А.В.Романовская, Н.М.Ващенко, В.В.Власенко. Киев: Изд-во Киевского ун-та, 1972. 346 с.
5. Городецкий А.Ф., Кравченко А.Ф. Полупроводниковые приборы: Учебное пособие. М.:Высшая школа, 1967. 348 с.
6. В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып. 109/ Сост. И.Н.Алексеева. М.:Патриот, 1991. 80 с.
7. Зайцев Ю.В. Марченко А.Н., Ващенко И.И. Полупроводниковые резисторы в электротехнике. М.:Энергоатомиздат, 1986. 136 с.
8. Вольтметр универсальный цифровой В7-20. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. И22.710.005.ТО: 1978. 95 с.
9. Вольтметр цифровой Ф203. Паспорт ЗПБ.349.021 ПС: 1985. 25 с.
24
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1. Паспортные параметры варисторов [2]
| Параметры | СН1-2-2 | СН1-3 | СН1-6 | СН1-8-20 |
| Классификационный ток Jкл, мА | 3 | 5 | 20 | 0,05 |
| Классификационное напряжение, Uкл, В | 15 | 5,6 | 33 | 20000 |
| Асимметрия ВАХ d, % | ±20 | ±10 | ±10 | - |
| Коэффициент нелинейности b, не менее | 3 | 2 | 4 | 6-10 |
| Температурный коэффициент тока TKJ [%/град], не более | ±0,7 | - | -0,15 | 0,9 |
| Допустимая рассеиваемая мощность Ррасс, мВт, не более | 1000 | 100 | 2500 | 2000 |
| Наибольшая начальная емкость Со, пФ | 20¸30 | - | 600-800 | - |
| Диапазон рабочих температур, 0С | -40- +100 | -60 - +75 | - | - |
П2. Паспортные параметры терморезисторов [2]
| Параметры | М2К2 | СМТ-4 | СТ3-6 | СТ5-1 |
| Номинальное сопротивление при 200С, Rном, кОм | 1-200 | 20-1000 | 6,8; 8,2 | 0,02- |
| Допустимое отклонение величины сопротивления от номинала, не более, % | ±20 | ±20 | ±10 | ±20 |
| Диапазон рабочих температур, 0С | -10- +125 | -60- +125 | -90- +125 | -20- +200 |
| Температурный коэффициент сопротивления TKR,%/град,не менее | -(2,4-5) | -(4,2-8,4) | -2,6 | 20 |
| Коэффициент температурной чувствительности В, 0С | 2060- -4300 | 3600- -7200 | 2050- -2400 | - |
| Максимальная рассеиваемая мощность, мВт - при 200С - при Тmax | 600 0,4 | 800 0,3 | 0,6 | 700 |
| Постоянная времени, с. | 85 | 115 | 35 | 20 |
| Срок службы, ч. | 5000 | 5000 | 5000 | 3000 |
| Диапазон температур положительного TKR, 0С | - | - | - | 100-200 |
| Кратность изменения сопротивления в области положительного TKR, не менее | - | - | - | 103 |
25