Rövid elméleti információk - studopediya
Laboratóriumi robotot № 5
Félvezetők kutatásában RTD
Célkitűzés. Hogy tanulmányozza a jellemzőit és tulajdonságait félvezető ter-mosoprotivleny. Szerezd meg a kísérleti áram-feszültség és hőmérséklet-nek jellemzői a félvezető termosoprotiv-ment. Ennek alapján a kísérleti jellemzők kiszámításához szórás jellemző.
Rövid elméleti információk
Semiconductor nemlineáris ellenállások - eszközök elektronikus berendezések, amelyek fő jellemzője abban a képességben rejlik, hogy megváltoztassa annak elektromos ellenállás hatására run-nek tényezők: hőmérséklet, feszültség, mágneses mező Neli lineáris törvény. Nemlineáris ellenállásokat kifejtették áram-feszültség jelleggörbe (I-V), és attól függően, hogy a paraméterek, pa, ahol reagálnak, nevezzük termisztorok, va-Ristori és magnetoresistors rendre. Semiconductor termisztorok (termikus ellenállások, termisztorok, PTC) elem viszonylag új automata készülékek, és azok alkalmazási tartomány folyamatosan bővül. Abban a pillanatban, amikor a TCP-változás a hőmérséklet-érzékelők, termikus kompenzátorok, feszültség stabilizátorok, a bekapcsolási áram határolók az elektron-roapparature stb
Anyag készítésére termisztorok jellemzően extrudáljuk és kalcinált, után finom őrlés az oxidok vagy karbidok néhány anyag (a mangán, a titán, réz, nikkel, vanádium, urán, stb). Vannak is termikus ellenállás, mert gotovlennye tiszta félvezető anyagok: szilícium, germánium, stb
Termisztorok képeznek a legkülönbözőbb: hengerek, korongok, SVOCs Kie téglalapok, alátétek, apró gyöngyök, stb (5.1 ábra ac) .. Eszközök a félvezető test csatlakozik a termisztor-meg víz borítja lakkréteg vagy zománc, és helyezzük egy védő-IU-fémes vagy üveg inert gázzal töltött, vagy vákuum alatt.
Termisztorok szerint osztályozzák a természet a hőmérséklet-együttható, egy eljárás a védelem, a tervezés, a jelenléte a előmelegítés az elem és a cél.
A rövidített szimbólum áll betű- jelző alosztály ellenállások: TR - egy termisztor egy negatív-negatív-TCR, TRP - hidegvezető (PTC).
A szám után kötőjel jelzi a sorszámot helyezze Botko adott típusú. Például: TR-2-33 ohm ± 20% - egy NTC ellenállás, fejlesztési sorszám - 2, a névleges ellenállása 33 ohm, a tolerancia a ± 20%.
Ábra. 5.1. A megjelenés és a méret a fő termisztor
A természet a TCS
azaz ez negatív, és fordítottan arányos a tér a abszolút hőmérséklet (lásd. 5.3 ábra).
Abban jelentős hőmérséklet-tartományban változik, ellenállva beállított félvezető termisztor változik több száz vagy több ezer alkalommal, míg a réz ellenállás változás következik be a de-syatki alkalommal. Ezért termisztorok rendkívül érzékenyek-TION elemek és megfelelő mérőáramkör reagálnak, hogy még századmásodperc és ezred mértékben.
Együttható B általában kettő által meghatározott kísérleti TCP ellenállás értékek mért 20 és 100 ° C-on:
A fogva termisztorok - a magas fajlagos ellenállása (1000 ohm × cm), és a teljes elektromos ellenállás. A teljes elektromos ellenállás lényegesen nagyobb, mint az ellenállása az összekötő pro-vodov amelyhez csatlakoznak a szekunder-mérési at Boram. Ezért a csatlakozó vezetékek ellenállása változatok nem okoz jelentős hibákat a mérési eredményt. Egy fontos jellemzője TCP a voltamper-acteristic a funkciók) (5.6 ábra), amely forma függ az ellenállás-ség termochuvs elem, annak szerkezete, méretei, a mértéke finom termikus összeköttetést a termisztor és a környezet, valamint a hőmérséklet.
5.6 ábra. A áram-feszültség jellemzők (I-V) termisztorok
Tekintsük részletesebben a VAC termisztor NTC. CVC termisztor jellemzi három fő területen: OA, AB és BC (5.7 ábra). Kellően kicsi áramot, amikor a hálózati kifejlesztett PTN, túl kicsi ahhoz, hogy jelentősen felmelegszik, akkor-Ohm-törvény teljesül. Ezért, az áram-feszültség karakterisztika területén OA lineáris. A szegmens AB linearitás van törve. A növekvő-aktuális termisztor hőmérsékletet növeljük, és az ellenállás (a megnövekedett elektronok száma és a lyukak huzal-híd félvezető anyag) csökken. A további növekedés a jelenlegi ellenállás csökkentése részén BC kifejtő etsya olyan nagy, hogy a jelenlegi növekedése nem vezet a feszültség változását. Ez lehetővé teszi, hogy használja néhány fajta TCP hogy stabilizálja a feszültséget.
A fő hátránya, hogy a nagy elterjedt TCP-CIÓ hőmérséklet jellemzői az egyes esetekben az azonos típusú. Ezért szükséges, hogy igénybe a kísérleti meghatározása TCP ellenállások hőmérsékleteken a munkatartomány és építeni rajta a hőmérséklet jellemző minden egyes mintára. Ezután a TCP lehet használni a mérő áramkör.
A 5.7 ábra, azt mutatja, a megjelenés és a hatása relé-nenii mérhető környezeti körülmények között.
CVC termisztor I Q1 megfelel környezeti jellemző környezetben II - hőmérséklet Q2, III - szemlélteti az összefüggést UT = E-IR. A hőmérséklet Q1 a zárlati áram I1 meghatározására etsya abszcissza a metszéspont IV jellemző termisztor 1, és a funkciók-ségeitől III. Magasabb környezeti hőmérséklet a Q1 Q2 CVC termisztor van hagyva. Ebben az esetben a jelenlegi kezdetben növekszik simán értékre I2 egy ponton 2, amely megfelel Unst chivomu-áramkör állapotban, és a további (amikor egy kis hőmérséklet-emelkedés) hirtelen növekszik I3 3. pont, ahol nyaet-stabil megőrzi értéke állandó hőmérsékleten. Ezt a jelenséget nevezik on-közvetlen hatása a relét.
5.7 ábra. Előfordulás relé hatását, amikor a változó tempera-szakaszok (a)
és a változó az alkalmazott feszültség (b)
A hőmérséklet-csökkenés vezet fokozatos csökkenéséhez I1 áram értékre a 4. pont, és további - a hirtelen áram csökkenése az I1 (1. pont). Ezt a jelenséget nevezzük fordított relé ef-kapcsolat részt.
A 5.7 ábra, b mutatja az esemény a relé-mérhető hatással, amikor nenii alkalmazott feszültség.
Amikor a feszültségforrás E1 áramkör módot határozza meg az a pont 1. Ha a feszültség növekedésével a működtetési pont átmeneteket E2-dit 2. pozícióban, és csak egy kis feszültség növekedése a szakaszosan működő pont átkerült a 3. pozícióba, amely megfelel egy éles növekedést áram I2 I3.
Válogatás a működési pont a termisztor a hőmérséklet mérésére lehet a VAC (5.8 ábra), ahol az ábrázolt vonalak állandó hőmérséklet TCP munkaközeg, amelyek úgy tekinthetők, mint a vonalak állandó statikus ellenállások. Minden ezek a vonalak, amelyek sugarait áradó eredetű. Tangent NAK-szemérem sugár egyenlő a statikus ellenállás ebben tem-mérséklet TCP munkaközeg határozza meg az Ohm-törvény.
Valóban, ha áram folyik át a TCP áll TEP-lo, a munkaközeg hőmérséklete TCP nagyobb lesz, mint a környezeti hőmérséklet, és összhangban van az (1) csökkenéséhez vezet a TCP ellenállás. Amikor elérte a kritikus pontot Coy B pont (5.7 ábra), ez a folyamat megvalósul, ami csökkenti a feszültségesés a TCP, mint az áram növekedése, több futó th rajta. Ebben része a jellemző lépések-TCP, amely a test hőmérséklet meghatározása elsősorban eloszlik számosságú-ség.
5.8 ábra Az építőiparban az áram-feszültség jellemzőit
Amikor TCP például hőmérséklet mérő RA-bochim része az áram-feszültség karakterisztika lineáris értékű a részét. Azonban, számos más esetben, a Neli - lineáris része a jellemző (például, a bekapcsolási áram korlátozók, feszültség szabályozók, stb).
Minden egyes pont az áram-feszültség karakterisztika lehet op-R vékonyított statikus és dinamikus ellenállás R:
Statikus ellenállás mindig pozitív, és csökken a Vyshen áram; dinamikus ellenállás akkor pozitív, ha I> Ic és negatívan mikor Egy fontos paraméter a TCP megengedett legnagyobb sebességet SÁGI Qmax és a maximális áram Imax. A legtöbb ipari típusú TCP, amikor használja őket, mint a hőmérséklet méter maximális hőmérséklet Qmax = 1200 0 C. Ugyanakkor számos fajta magasabb értékek: Qmax = 1800. 3800 0 C. Általában azt mondhatjuk, hogy ha más célokra használt TCP maximális megengedhető hőmérséklet magasabb, mint abban az esetben, TCP, mint az elsődleges sebesség-mérséklet átalakítók. A nagysága a maximális áram Imax megtalálható a grafikonja 5.7 ábra Tmax gerenda metszéspontig a görbe az áram-feszültség karakterisztika egy adott környezeti hőmérséklet Qo. Az állandósult állapotú hővezetés, az összes keletkezett erő a munkafolyadék PTS rajta keresztül elektromos áram disszipálódik a környezetbe, amely leírható az alábbi by-függőség: ahol - az átfolyó áram TCP, R - TCP ellenállás, Q - környezeti hőmérséklet, Q - munkaközeg hőmérséklete TCP abban a pillanatban, b - diszperziós tényező, számszerűen egyenlő a disszipált teljesítmény az én-TCP meghaladó hőmérséklet a környezeti hőmérsékletről a 1 o C A diszperziós tényező függ a tervezési teljesítményt TCP (méret, felületi állapota, mérete, vezető részek, a munkaközeg az anyag) és a környezet. Grafikus ábrázolása a diszperziós tényező a munkaközeg túlmelegedés TCP úgynevezett diszperziós jellemző. Ez a tulajdonság azonos minden esetben azonos típusú. szórási jellemző lehet kiszámítani a (6) egyenlet szerint egy ismert hőmérséklet és voltamper jellemzők: ahol (Q - Q0) - TCP túlmelegedést. Fordítva, az egyenlet alapján (6) ki tudja számítani az áram-feszültség jellemző adott hőmérsékleten jellemző és szórási jellemző. Dinamikus folyamatok a láncban határozzuk meg TCP NYM differenciálegyenlet: ahol - PTS hő, t - időállandó. Differenciálegyenlet (8) nem lineáris, és megoldása jellemzően egy grafikus módszerrel. A fő paraméter jellemző a dinamika a folyamat etsya konstans idő t. Kísérletileg, az időállandó értékeljük az időt, amelyre az ellenállás előzetes fűtött TCP csökken 0,37 a kezdeti érték.Kapcsolódó cikkek