熱敏電阻是利用半導體的什麼特性製成的

㈠ 什麼叫做半導體熱敏電阻

鍺、硅、硒、砷化鎵及許多金屬氧化物和金屬硫化物等物體，它們的導電能力介內於導體和絕容緣體之間，叫做半導體。
半導體具有一些特殊性質。如利用半導體的電阻率與溫度的關系可製成自動控制用的熱敏元件（熱敏電阻）；利用它的光敏特性可製成自動控制用的光敏元件，像光電池、光電管和光敏電阻等。
半導體還有一個最重要的性質，如果在純凈的半導體物質中適當地摻入微量雜質測其導電能力將會成百萬倍地增加。利用這一特性可製造各種不同用途的半導體器件，如半導體二極體、三極體等。
把一塊半導體的一邊製成P型區，另一邊製成N型區，則在交界處附近形成一個具有特殊性能的薄層，一般稱此薄層為PN結。圖中上部分為P型半導體和N型半導體界面兩邊載流子的擴散作用（用黑色箭頭表示）。中間部分為PN結的形成過程，示意載流子的擴散作用大於漂移作用（用藍色箭頭表示，紅色箭頭表示內建電場的方向）。下邊部分為PN結的形成。表示擴散作用和漂移作用的動態平衡。
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㈡ （2014焦作二模）半導體材料的電阻受溫度的影響較大，人們利用它的這個特性製成了熱敏電阻．圖甲是某個

（1）當電流表的讀數為0.2A時，由I=

U

R

可得，電路中的總電阻版：
R_總=

U

I

=

12V

0.2A

=60Ω，
因串聯電路中總電阻等權於各分電阻之和，
所以，半導體的阻值：
R=R_總-R₀=60Ω-10Ω=50Ω，
由圖象可知，當時環境溫度是20℃；
（2）由圖象可知，當環境溫度為40℃時，半導體電阻的阻值R′=20Ω，
電路中電流表的示數：
I′=

U

R0+R′

=

12V

10Ω+20Ω

=0.4A，
半導體電阻的電功率：
P_R′=（I′）²R′=（0.4A）²×20Ω=3.2W．
答：（1）當電流表的示數為0.2A時，測溫器所處的環境溫度為20℃；
（2）當環境溫度為40℃時，電流表的示數為0.4A，半導體電阻的電功率是3.2W．

㈢ 大學物理實驗報告怎麼寫 （半導體熱敏電阻的溫度特性）

摘要：熱敏電阻是阻值對溫度變化非常敏感的一種半導體電阻，具有許多獨特的優點和用途，在自動控制、無線電子技術、遙控技術及測溫技術等方面有著廣泛的應用。本實驗通過用電橋法來研究熱敏電阻的電阻溫度特性，加深對熱敏電阻的電阻溫度特性的了解。
關鍵詞：熱敏電阻、非平衡直流電橋、電阻溫度特性

1、引言

熱敏電阻是根據半導體材料的電導率與溫度有很強的依賴關系而製成的一種器件，其電阻溫度系數一般為（-0.003~+0.6）℃-1。因此，熱敏電阻一般可以分為:
Ⅰ、負電阻溫度系數（簡稱NTC）的熱敏電阻元件
常由一些過渡金屬氧化物（主要用銅、鎳、鈷、鎘等氧化物）在一定的燒結條件下形成的半導體金屬氧化物作為基本材料製成的，近年還有單晶半導體等材料製成。國產的主要是指MF91~MF96型半導體熱敏電阻。由於組成這類熱敏電阻的上述過渡金屬氧化物在室溫范圍內基本已全部電離，即載流子濃度基本上與溫度無關，因此這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要考慮遷移率與溫度的關系，隨著溫度的升高，遷移率增加，電阻率下降。大多應用於測溫控溫技術，還可以製成流量計、功率計等。
Ⅱ、正電阻溫度系數（簡稱PTC）的熱敏電阻元件
常用鈦酸鋇材料添加微量的鈦、鋇等或稀土元素採用陶瓷工藝，高溫燒制而成。這類熱敏電阻的電阻率隨溫度變化主要依賴於載流子濃度，而遷移率隨溫度的變化相對可以忽略。載流子數目隨溫度的升高呈指數增加，載流子數目越多，電阻率越小。應用廣泛，除測溫、控溫，在電子線路中作溫度補償外，還製成各類加熱器，如電吹風等。

2、實驗裝置及原理

【實驗裝置】
FQJ—Ⅱ型教學用非平衡直流電橋，FQJ非平衡電橋加熱實驗裝置（加熱爐內置MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）以及控溫用的溫度感測器），連接線若干。
【實驗原理】
根據半導體理論，一般半導體材料的電阻率 和絕對溫度 之間的關系為
（1—1）
式中a與b對於同一種半導體材料為常量，其數值與材料的物理性質有關。因而熱敏電阻的電阻值 可以根據電阻定律寫為
（1—2）
式中 為兩電極間距離， 為熱敏電阻的橫截面， 。
對某一特定電阻而言， 與b均為常數，用實驗方法可以測定。為了便於數據處理，將上式兩邊取對數，則有
（1—3）
上式表明 與 呈線性關系，在實驗中只要測得各個溫度 以及對應的電阻 的值，
以 為橫坐標， 為縱坐標作圖，則得到的圖線應為直線，可用圖解法、計演算法或最小二乘法求出參數 a、b的值。
熱敏電阻的電阻溫度系數 下式給出
（1—4）
從上述方法求得的b值和室溫代入式（1—4），就可以算出室溫時的電阻溫度系數。
熱敏電阻 在不同溫度時的電阻值，可由非平衡直流電橋測得。非平衡直流電橋原理圖如右圖所示，B、D之間為一負載電阻 ，只要測出 ，就可以得到 值。
當負載電阻 → ，即電橋輸出處於開
路狀態時， =0，僅有電壓輸出，用 表示，當 時，電橋輸出 =0，即電橋處於平衡狀態。為了測量的准確性，在測量之前，電橋必須預調平衡，這樣可使輸出電壓只與某一臂的電阻變化有關。
若R1、R2、R3固定，R4為待測電阻，R4 = RX，則當R4→R4+△R時，因電橋不平衡而產生的電壓輸出為：
（1—5）
在測量MF51型熱敏電阻時，非平衡直流電橋所採用的是立式電橋 ， ，且 ，則
（1—6）
式中R和 均為預調平衡後的電阻值，測得電壓輸出後，通過式（1—6）運算可得△R，從而求的 =R4+△R。

3、熱敏電阻的電阻溫度特性研究

根據表一中MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）之電阻~溫度特性研究橋式電路，並設計各臂電阻R和 的值，以確保電壓輸出不會溢出（本實驗 =1000.0Ω， =4323.0Ω）。
根據橋式，預調平衡，將「功能轉換」開關旋至「電壓「位置，按下G、B開關，打開實驗加熱裝置升溫，每隔2℃測1個值，並將測量數據列表（表二）。

表一 MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）之電阻～溫度特性
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
電阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748

表二 非平衡電橋電壓輸出形式（立式）測量MF51型熱敏電阻的數據
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
溫度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
熱力學T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1

根據表二所得的數據作出 ～ 圖，如右圖所示。運用最小二乘法計算所得的線性方程為 ，即MF51型半導體熱敏電阻（2.7kΩ）的電阻～溫度特性的數學表達式為 。

4、實驗結果誤差

通過實驗所得的MF51型半導體熱敏電阻的電阻—溫度特性的數學表達式為 。根據所得表達式計算出熱敏電阻的電阻～溫度特性的測量值，與表一所給出的參考值有較好的一致性，如下表所示：
表三 實驗結果比較
溫度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
參考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
測量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相對誤差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00

從上述結果來看，基本在實驗誤差范圍之內。但我們可以清楚的發現，隨著溫度的升高，電阻值變小，但是相對誤差卻在變大，這主要是由內熱效應而引起的。

5、內熱效應的影響

在實驗過程中，由於利用非平衡電橋測量熱敏電阻時總有一定的工作電流通過，熱敏電阻的電阻值大，體積小，熱容量小，因此焦耳熱將迅速使熱敏電阻產生穩定的高於外界溫度的附加內熱溫升，這就是所謂的內熱效應。在准確測量熱敏電阻的溫度特性時，必須考慮內熱效應的影響。本實驗不作進一步的研究和探討。
6、實驗小結

通過實驗，我們很明顯的可以發現熱敏電阻的阻值對溫度的變化是非常敏感的，而且隨著溫度上升，其電阻值呈指數關系下降。因而可以利用電阻—溫度特性製成各類感測器，可使微小的溫度變化轉變為電阻的變化形成大的信號輸出，特別適於高精度測量。又由於元件的體積小，形狀和封裝材料選擇性廣，特別適於高溫、高濕、振動及熱沖擊等環境下作溫濕度感測器，可應用與各種生產作業，開發潛力非常大。

參考文獻：

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[4] 陸申龍，曹正東。 熱敏電阻的電阻溫度特性實驗教與學[J]<

㈣ 半導體熱敏電阻是一種電阻值能很靈敏地隨溫度變化的半導體器材，根據它的這種特性，可以用它來做成一隻電

（1）：根據描點法作圖如下圖：

㈤ 熱敏電阻溫度特性的測量原理是什麼

熱敏電阻是對溫度變化表現出非常靈敏的一種半導體電阻元件，它能測內量出溫度的微小變化容，並且體積小，工作穩定，結構簡單
因此，它在測溫技術、無線電技術、自動化和遙控等方面都有廣泛的應用
利用熱敏電阻作為感溫元件，並且配有溫度顯示裝置的溫度儀表稱為熱敏電阻溫度計熱敏電阻能把溫度信號變成信號，從而實現了非電量的測量
值得提出的是，電量測量是現代測量技術中簡便的測量技術，不僅測量裝置簡單、造價低、靈敏度高、而且容易實現自動化控制，是測量技術的一個重要的發展趨勢
熱敏電阻的基本特性是它的溫度特性，許多材料的電阻隨溫度的變化而發生變化，純金屬和許多合金的電阻隨溫度增加而增加，它們具有正的電阻溫度系數
另外像炭、玻璃硅和鍺等材料的電阻隨溫度的增加而減小，具有負的電阻溫度系數
在半導體中原子核對價電子的約束力要比金屬中大，因載流子數少，故半導體的電阻率較大而純金屬的電阻率較小
由於半導體中載流子數目是隨著溫度的升高而按指數規律急劇增加，載流子越多，導電能力越強，電阻率就越小，因此半導體熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高電阻率將按指數規律減少

㈥ 半導體熱敏電阻具有怎樣的特性

半導體熱敏電阻隨溫度變化典型特性可分為三種類型：負溫度系數熱敏電阻（NTC）；正溫內度系容數熱敏電阻（PTC）和特定溫度下電阻值發生突變電阻器（CTR）。具有負溫度系數的熱敏電阻，電阻值隨溫度升高而迅速下降，這是因為熱敏電阻由一些金屬氧化物如Fe3O4、MgCr2O4等半導體製成，在這些半導體內部，自由電子數目隨溫度的升高增加得很快，導電能力很快增強；雖然原子振動也會加劇並阻礙電子的運動，但這種作用對導電性能的影響遠小於電子被釋放而改變導電性能的作用，所以溫度上升會使電阻值迅速下降。

㈦ 半導體熱敏電阻與金屬熱電阻比較具有什麼特點

半導體熱敏電阻與金屬熱電阻相比：

前者的感溫材料是半導體，後者感溫材料是金回屬，常用鉑絲答，熱敏電阻的靈敏度較高，它的電阻溫度系數比金屬大10到100倍以上，能檢測到10攝氏度到6攝氏度的溫度變化。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示，即Rt=Rt0[1+α（t-t0）]式中,Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時對應電阻值；α為溫度系數。

半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為Rt=AeB/t式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決於半導體材料的結構的常數。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高（通常在數千歐以上熱電阻溫度測量原理）。

但互換性較差，非線性嚴重，測溫范圍只有-50~300℃左右，大量用於家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用於200~500℃范圍內的溫度測量，其特點是測量准確、穩定性好、性能可靠，在程式控制制中的應用極其廣泛。

(7)熱敏電阻是利用半導體的什麼特性製成的擴展閱讀：

導體熱敏電阻感測器特點：

①靈敏度高，A系數是金屬的10～100倍。

②響應速度快。

③非線性大。

④互換性、穩定性差。

分類：負溫度系數；正溫度系數。

㈧ 熱敏電阻是利用半導體的什麼的特性製作的

溫度特性。
一般半導體的導電性隨溫度的提高而提高，因此熱面電阻多為負溫度系數，即：溫度上升，電阻值下降。
但也有正溫度系數的。

㈨ 熱敏電阻的特點以及原理是什麼

熱敏電阻的主要特點是：
1)靈敏度較高，其電阻溫度系數要比金屬大10～100倍以上，能檢測出-6℃的溫度變化;
2)工作溫度范圍寬，常溫器件適用於-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高於315℃，低溫器件適用於-273℃～55℃;
3)體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內血管的溫度;
4)使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇;
5)易加工成復雜的形狀，可大批量生產;
6)穩定性好、過載能力強。

熱敏電阻工作原理
熱敏電阻是一種感測器電阻，熱敏電阻的電阻值，隨著溫度的變化而改變，與一般的固定電阻不同。金屬的電阻值隨植度的升高而增大，但半導體則相反，它的電阻值隨溫度的升高而急劇減小，並呈現非線性。在溫度變化相同時，熱敏電阻器的阻值變化約為鉛熱電阻的10倍，因此可以說，熱敏電阻器對溫度的變化特別敏感。半導體的這種溫度特性.是因為半導體的導電方式是載流子(電子、空穴)導電。由於半導體中載流子的數目遠比金屬中的自由電子少得多，所以它的電阻率很大。隨著溫度的升高，半導體中參加導電的載流子數目就會增多，故半導體導電率就增加，它的電阻率也就降低了。
熱敏電阻器正是利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化這一特性製成的熱敏元件。它是由某些金屬氧化物按不同的配方製成的。在一定的溫度范圍內，根據測量熱敏電阻阻值的變化，便可知被測介質的溫度變化。
將熱敏電阻安裝在電路中使用時，熱敏電阻在環境溫度相同時，動作時間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻在環境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流。當電路正常工作時，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯在電路中不會阻礙電流通過;而當電路因故障而出現過電流時，熱敏電阻由於發熱功率增加導致溫度上升，當溫度超過開關溫度時，電阻瞬間會劇增，迴路中的電流迅速減小到安全值。

㈩ 利用半導體熱敏電阻的溫度特性能否做一支溫度計

1、利用半導體熱敏電抄阻的溫度特性是可以做溫度計的
2、我們常用的二極體，通常說正向壓降是0.7V，實際上這個電壓並不是准確的0.7V，溫度每升高一度，這個電壓就會降低大概1.8mV，也可以利用這個特性來測量溫度的。