实验42热敏电阻温度特性的研究（非平衡电桥的使用） 一、实验目的 1.研究负电阻温度系数（热敏电阻）的温度特性： 2。堂辉非业衡电侨的原甲及定标方法 3.学习线形拟合法处理数据 实验原理 1.负温度系数半导体热敏电阻的温度特性 山半导体能带结构可知，它是禁带宽度E,较小（一般在1ev一2ev左右）的固体，电子很 容易从价带（满带）激发企导带，同时价带中产生空穴，这就是所谓的本征激发，这类半导 体通常称本征半导体（无杂质和缺陷的半导体）.高纯度的半导体和较高温度的半导体也具 有本征半导体的性质。统计理论指出，山于热激发导带中的电子浓度随 高而呈指数 地增加，而本征半导体的电阻率（或电导率）与温度的关系主要取决于电子浓度同温度的关 系，因此，半导体热敏电阻可表示为 R,=Ae=Ae (1) 其中Rr是热力学温度为T时的电阻值，R是热力学温度为T时的电阻值，在常温或较高温 度下B是正比于禁带宽度E的常数，只与材料的性质有关，B=E,k,k为玻耳兹曼常数 A是与热敏电阳的尺」及材料性质有关的常量。上式取对数可化为 hR=a4+号 (2) 山此可知nR,与二成线性关系，只要测出 R 不同温度T以及相对应的R值，通过式(1)进 行线性拟合，即可求得表征热敏电阻温度特征的 常数B、A,进而估算禁带宽度E,常用的热敏 电阻的B值约为1500K一5000K, 2.非平衡桥 惠斯通电桥工作在平衡状念下，即桥臂上的 电阻是处在稳定状态下，其阻值不随环境的变化 网1流电桥电 而变化。如图1，平衡时毫伏表输出为零，有 3 而非半衡电桥，顾名思义，就是电桥工作在非半衡状态，桥臂上的电阻随若环境的变化 而变化，温位、湿度、压力、光福等。由桥中的一个成一个以上的侨，往往是且右一 定功能的变换元件，如压电传感器，热敏传感器，湿度传感器等等。这些元件的电阻值可以 随某一物理量的变化而变化：这样就可以通过测量功能元件阻值的变化来测定有关物理量的 变化量，山此制成一些测量仪表，比电子科、真空计、温度计等。 设某一状态下桥处于平衡，为简单计，我们假定桥臂电阻R,R,R;是固定的，只考 虑一个电阻R,是变化的，并且该电阻就是我们研究的热敏电阻，此时温度为，BD两端的 电压Uo为