半导体的热敏特性 327
当温度升高时,半导体的电阻值迅速减小,这叫做半导体的热敏特性。一般金属的电阻随温度的升高而缓慢地增大。图(a)中的实线和虚线分别表示半导体和金属的电阻随温度变化的规律。
方法一
器材 热敏电阻(MF11 型),演示电表,滑动变阻器(200Ω),低压直流电源,导线等。
操作
-
如图(b)连接电路,Rt 为热敏电阻。
-
将滑动变阻器的触头放在最左端,合上电键K。慢慢地将滑动变阻器的触头向右滑动,增大加在Rt
上的电压,直至电流计的指针偏转 1/3 为止。
-
用热毛巾给热敏电阻加热,或将它在酒精灯火焰上一晃而过,可看到电流表的示数明显增大。使温度复原后,电流表指针也回到原来的地方。
-
用浸过冰水的冷毛巾使热敏电阻降温,可看到电流表的示数明显减小。将冷毛巾拿开,电流表指针又迅速地回到原来的地方。
说明
-
热敏电阻是用对温度极为敏感的半导体材料制成的。一般分成负温度系数与正温度系数两类。本实验采用MF11 型负温度系数热敏电阻。
-
操作(3)、(4)对 Rt 的加热和冷却,可根据 Rt 并结合环境温度而适当选定,
以便观察到最佳的热敏效果。
方法二
器材 半导体锗低频小功率三级管(3AX21—24),演示电表,低压直流电源, 电键,导线等。
操作
- 如图连接电路,利用三极管的发射结反向电阻进行实验。电表用 G 档,直流电源为 2—3V。
- 合上电键,电表指针发生偏转,示数一般不超过 10μA。用热毛巾给三极管加热,使三极管发射结的反向电阻迅速减小,可看到电表的示数明显增大。取走热毛巾后,表针逐渐回到原位。
注意
- 要挑选发射结反向电阻比较大的三极管。可用万用表的红表棒接 e 极,黑
表棒接c 极测量,要求电阻值大于 100KΩ。
-
为了便于导热,应选用金属外壳的三极管。
-
如果实验中发现灵敏度不够高,可将电源的正、负极交换一下,利用集电结的反向电阻来进行实验。
方法三
器材 锗低频大功率三极管(3AD6),小灯泡(2.5V、200mA),低压直流电源, 电键,导线等。
操作
-
如图连接电路,直流电源用 4V。
-
合上电键K,由于三极管集电结反向电阻很大,因此小灯泡D 不亮。
-
用热毛巾给三极管加温,使三极管集电结反向电阻减小。可看到小灯泡逐渐由暗变亮。
-
移去热毛巾,可看到小灯泡逐渐变暗直至熄灭。
注意 由于小灯泡额定电流较大,因此必须用大功率三极管演示。