半導(dǎo)體溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作

化學(xué)物理系05 實(shí)驗(yàn)時(shí)間3/20晚 學(xué)號(hào)一、實(shí)驗(yàn)題目：半導(dǎo)體溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制進(jìn)量。由于金屬氧化物半導(dǎo)體的電阻值對(duì)溫度的反應(yīng)很靈敏（參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)3.5.2，因3.5.3-1V-I曲線(xiàn)的起始部分，曲線(xiàn)接近線(xiàn)安計(jì)，RTR1R3 改變（RT，則平衡將受到破壞，微安計(jì)中將有電流流過(guò)，若電橋電壓，微安RGR1、R2、R3IG的大小計(jì)算出RT的大小來(lái)。也就是說(shuō)，微安計(jì)中的電流的大小直接反映了熱敏電阻的ERGR1GR2IGRTER1、R2、R3RT1時(shí)，要求IG=0R3=RT1R3就是熱敏電阻處在測(cè)溫量程的下限溫度時(shí)的電阻值，由此也就R3的電阻值。IGVCD和R1、R2有關(guān)，由于選取起始狀態(tài)（IG=0時(shí)）R1=R2IG只與VCDRT2RTITIG多（

IGVCDVCDIT(R3

根據(jù)所選定的熱敏電阻的最大工作電流（R3=RT2時(shí)，可由式（1）確定供電電池的個(gè)數(shù)。根據(jù)圖3.4.3-2的電橋電路，由方程組可以求出流入IGVCD、R1、R2、R3、RT2的關(guān)系：IG

R1R

R3RTR

R 12 3T R R T由于R1=R2、R3=RT1，整理后1R2VCD(11

RT1RT2

I2 I2

G由式（3）就可以最后確定R1（R2）的數(shù)值。這樣確定的R1和R2是與選擇VCD相對(duì)應(yīng)，也就是和IT相對(duì)應(yīng)的，由式（1，它取決于所選擇的IT，IT小一G比計(jì)算值大。在本實(shí)驗(yàn)中，可以選取VCD=1V，代入式（3，可得R1一般加在電橋兩端的電壓cd比所選定的電池的電動(dòng)勢(shì)要低些，為了保證電橋電橋電路中的總電流來(lái)選擇。五、實(shí)驗(yàn)步驟：703.5.3-3在坐標(biāo)紙上繪出熱敏電阻的電阻-溫度曲線(xiàn)，確定所設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體溫度計(jì)的下限溫度（20℃）RT1和上限溫度（70℃）RT2ITVCD=1V它的伏安特性曲線(xiàn)的直線(xiàn)部分。R3=RT1，即測(cè)量溫度的下限電阻值，由式（3）計(jì)算出橋臂電阻R1R2的RT2為量程上限溫度的電阻值；RG為微安表的內(nèi)阻。熟悉線(xiàn)路原理圖（圖3.5.3-2）和底版配置圖（圖3.5.3-4，對(duì)照實(shí)驗(yàn)所K1放在1擋，電流計(jì)“+”端與E處要最后連接，以免損壞R1R2的調(diào)節(jié)和測(cè)量：開(kāi)關(guān)置于1撥下E處接線(xiàn)，斷開(kāi)微安計(jì)，用多用表檢查R1和R2，使之阻值達(dá)到式（3）的計(jì)算值（可以取比計(jì)算值略小將電阻箱接入接線(xiàn)柱A和B，用它代替熱敏電阻，開(kāi)關(guān)置于3位置，令電阻箱的阻值為測(cè)量下限溫度（20℃）所對(duì)應(yīng)的RT1，調(diào)節(jié)電位器R3，使指示為零（注意，在以后調(diào)節(jié)過(guò)程中，R3保持不變。然后，使電阻箱的阻值為上限溫度（70℃）所對(duì)應(yīng)的RT2，調(diào)節(jié)電位器R，使微安計(jì)滿(mǎn)量程。開(kāi)2，R4，使微安計(jì)滿(mǎn)量程，這時(shí)，R4=RT2。2.5℃讀一個(gè)電阻值。電阻箱逐次選擇前面所取的電阻值，讀出微安I3.5.3-5I-T55.7℃六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記3.5.2-3.5.2—222527325I/0I/I/I/七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分(1)LinearRegressionY=A+B*ParameterValueA-16.44996B RSDN 21 3.5.2--I/R1、R2的計(jì)由（3）式得

3.5.2-R

2VCD(1

RT

)2(R

RT1RT2I IG

RT

RT

RT

RTG 2150106G

(12

)2(4091

誤差分析

1

12.7