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下降。当温度降低到Ⅱ和Ⅲ区时,半导体杂质激发占优势,在Ⅲ区中温度开始升高时,它所 激发的载流子的数目也是随着温度的升高而增多的,从而使其电阻随温度的升高而指数下 降:但当温度升高而进入Ⅱ区中时,杂质激发已全部完成,因此当温度继续升高时,由于晶 格对载流子散射作用的增强以及载流子热运动的加剧,所以电阻随温度的升高而增大。最后, 在Ⅳ区中温度已经降低到本征激发和杂质激发几乎都不能进行,这时靠载流子在杂质原子之 间的跳动而在电场下形成微弱的电流,因此温度越高电阻越低。适当调整掺杂元素和掺杂量, 可以改变Ⅲ和Ⅳ这两个区所覆盖的温度范围以及交接处曲线的光滑程度,从而做成所需的低 温锗电阻温度计。此外,硅电阻温度计、碳电阻温度计、渗碳玻璃电阻温度计和热敏电阻温 度计也都是常用的低温半导体温度计。显然,在大部分温区中,半导体具有负的电阻温度系 数,这与金属完全不同的。 在恒定的电流下,硅和砷化镓二极管PN结的正向电阻随着温度的降低而升高,如图2-4 所示。由图可见,用一支二极管温度计就能测量很宽范围的温度,且灵敏度很高。由于二极 管温度计的发热量较大,常把它作为控温元件。 砷化第 100200300400 图2-4 T/K 二极管的正向电压温度关系 4、温差电偶温度计 当两种金属所做成的导线联成回路,并使其两个接触点维持在不同的温度时,该闭合回 路中就会有温差电动势存在。如果将回路的一个接触点固定在一个已知的温度,例如液氯的 正常沸点77.4K,则可以由所测量得到的温差电动势确定回路的另一个接触点的温度。 应该注意到.硅二极管PN结的正向电压U和温差电动势E随温度T变化都不是线性的。 三.实验装置 (1)低温恒温器(俗称探头,其核心部件是安装有高临界温度超导体、铂电阻温度计、硅二 极管温度计、铜-康铜温差电偶及25Ω锰铜加热器线圈的紫铜恒温块): (2)不锈钢杜瓦容器和支架: (3)PZ158型直流数字电压表(51/2位,1μV): (4)BW2型高温超导材料特性测试装置(俗称电源盒),以及一根两头带有19芯插头的装置 040 下降。当温度降低到Ⅱ和Ⅲ区时,半导体杂质激发占优势,在Ⅲ区中温度开始升高时,它所 激发的载流子的数目也是随着温度的升高而增多的,从而使其电阻随温度的升高而指数下 降;但当温度升高而进入Ⅱ区中时,杂质激发已全部完成,因此当温度继续升高时,由于晶 格对载流子散射作用的增强以及载流子热运动的加剧,所以电阻随温度的升高而增大。最后, 在Ⅳ区中温度已经降低到本征激发和杂质激发几乎都不能进行,这时靠载流子在杂质原子之 间的跳动而在电场下形成微弱的电流,因此温度越高电阻越低。适当调整掺杂元素和掺杂量, 可以改变Ⅲ和Ⅳ这两个区所覆盖的温度范围以及交接处曲线的光滑程度,从而做成所需的低 温锗电阻温度计。此外,硅电阻温度计、碳电阻温度计、渗碳玻璃电阻温度计和热敏电阻温 度计也都是常用的低温半导体温度计。显然,在大部分温区中,半导体具有负的电阻温度系 数,这与金属完全不同的。 在恒定的电流下,硅和砷化镓二极管 PN 结的正向电阻随着温度的降低而升高,如图 2-4 所示。由图可见,用一支二极管温度计就能测量很宽范围的温度,且灵敏度很高。由于二极 管温度计的发热量较大,常把它作为控温元件。 图 2-4 二极管的正向电压温度关系 4、温差电偶温度计 当两种金属所做成的导线联成回路,并使其两个接触点维持在不同的温度时,该闭合回 路中就会有温差电动势存在。如果将回路的一个接触点固定在一个已知的温度,例如液氮的 正常沸点 77.4K,则可以由所测量得到的温差电动势确定回路的另一个接触点的温度。 应该注意到.硅二极管 PN 结的正向电压 U 和温差电动势 E 随温度 T 变化都不是线性的。 三.实验装置 ( 1 ) 低温恒温器(俗称探头,其核心部件是安装有高临界温度超导体、铂电阻温度计、硅二 极管温度计、铜-康铜温差电偶及 25  锰铜加热器线圈的紫铜恒温块); ( 2 ) 不锈钢杜瓦容器和支架; ( 3 ) PZ158 型直流数字电压表(5 1/2 位,1 V); ( 4 ) BW2 型高温超导材料特性测试装置(俗称电源盒),以及一根两头带有 19 芯插头的装置
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