Полупроводниковые резисторы

Полупроводниковые резисторы имеют 2 выходных электрода. Подразделяются на линейные и нелинейные.

У линейных резисторов электрическое сопротивление не зависит от приложенного напряжения (рис.14а). Они изготавливаются на основе полупроводника р - или п - типа и используются в интегральных микросхемах (ИМС).

Принцип действия нелинейных резисторов основан на свойстве полупроводника изменять свое сопротивление под действием температуры (терморезистор, рис.14в), электромагнитного излучения (фоторезистор, рис.14г), приложенного напряжения (варистор, рис.14б).

а) б) в) г)

_A

_B

_U

Рисунок 14 – Условные обозначения резисторов

_C

R

Rт

- Терморезисторы

+ Е -

Рисунок 15-Схема включения Рисунок 16 – ВАХ терморезистора

ОА – ВАХ линейна, т.к. при малых токах мощность, выделяющаяся в терморезисторе мала и практически не влияет на его температуру.

АВ – с ростом тока температура увеличивается, а сопротивление терморезистора уменьшается (т.к. растет количество электронов и дырок в п/п).

ВС – с ростом тока сопротивление становится столь незначительным, что уменьшается напряжение на терморезисторе.

Резкое увеличение или уменьшение тока, вызванное изменением сопротивления терморезистора – релейный эффект, который может возникнуть либо при изменении температуры либо при изменении приложенного напряжения.

Разновидности:

Ø Позисторы - терморезисторы, у которых с ростом температуры сопротивление увеличивается;

Ø Болометры – сдвоенные малогабаритные терморезисторы, применяются для измерения лучистой энергии.

- Варисторы

_I

Используются в цепях как постоянного, так и переменного тока с частотой до нескольких Гц. Это полупроводниковые резисторы с токопроводящим элементом, выполненным из карбида кремния и керамического связующего материала. С увеличением приложенного напряжения сопротивление варистора уменьшается, а ток, протекающий в цепи, нарастает.

Рисунок 17 – Схема для исследования варистора Рисунок 18 – ВАХ варистора

Используются для защиты от перенапряжений, в стабилизаторах и ограничителях напряжения, в различных схемах автоматики.

- Фоторезисторы

Служат для пропускания тока при освещении светочувствительного элемента световым потоком. Т.о., это прибор, у которого под действием светового потока меняется электрическое сопротивление.

Рисунок 21 –ВАХ фото резистора

Световые или энергетические характеристики фоторезисторов ΙФ=f(Ф) линейные для небольших световых потоков (рис.21). При световых потоках Ф>Ф_МАКС из-за увеличения концентрации генерируемых неравновесных носителей возрастает вероятность их рекомбинации. Линейность световой характеристики нарушается.

Под действием световой энергии увеличивается проводимость элемента, появляется фототок. В отсутствии освещения в цепи течет незначительный темновой ток I_Т, который вызван собственной проводимостью.
Недостатки:

1) значительная зависимость сопротивления от температуры;

2) большая инерционность (большое время рекомбинации носителей заряда после прекращения облучения);

3) значительные собственные шумы.

Применение: в схемах автоматики, защиты (т.е. где требуется высокая чувствительность).
Контрольные вопросы:
1.На чем основан принцип действия нелинейных резисторов?
2.Как изменяется сопротивление терморезистора при росте температуры?
3.Как действует варистор при защите электрических цепей?
4.За счет чего у фоторезистора изменяется сопротивление под действием света?
5.Что представляет собой темновой ток фоторезистора?

Дата добавления: 2014-01-13