Тема 2. Полупроводниковые резисторы

Проводимость примесного проводника имеет нелинейную зависимость от приложенного напряжения и температуры.

Линейный резистор – это полупроводниковый резистор, в котором используется слаболегированный материал, удельное электрическое сопротивление которого мало зависит от напряженности электрического поля и плотности электрического тока. Поэтому сопротивление линейного полупроводникового резистора остается практически постоянным в широком диапазоне напряжений и токов. Такие резисторы широко применяются в микросхемах.

Нелинейный резистор (варистор) – это проводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения, поэтому его вольтамперная характеристика (ВАХ) нелинейна. ВАХ варистора приведена на рис. 2.1. Нелинейность характеристики обусловлена локальным (местным) разогревом на контактах между многочисленными кристаллами карбида кремния, из которого изготавливают варисторы.

Сопротивление контактов при этом существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варистора. Один из основных параметров – коэффициент нелинейности:

l = R / R_Д = (U / I) / (du / DI), (2.1)

где U и I - напряжение и ток варистора.

Терморезистор – это полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.

Они делятся на термисторы, сопротивление которых с ростом температуры падает и позисторы, сопротивление которых

повышением температуры возрастает. Как правило, для их изготовления используют примесные полупроводники n-типа.

На рис. 2.2 приведена типичная температурная характеристика.

Для различных полупроводников характеристика может быть различна, однако для подавляющего большинства полупроводников в широком интервале температур электрическое сопротивление термистора может быть выражено экспоненциальным законом:

R_Т = Ке ^b/Т, (2.2)

где К – коэффициент, зависящий от конструктивных размеров термистора; b - коэффициент, зависящий от концентрации примесей в полупроводнике; Т – абсолютная температура.

Основным параметром, характеризующим работу терморезистора, является температурный коэффициент сопротивления:

· 100, (2.3)

который выражает процентное изменение сопротивления терморезистора при изменении температуры.

Терморезисторы используют в системах регулирования температуры, тепловой защиты, стабилизации.

Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию полупроводниковых резисторов.

2. Приведите определение и укажите область применения линейных полупроводниковых резисторов.

3. Какой резистор называется варистором?

4. Чем характеризуются варисторы?

5. Какой резистор называется терморезистором?

6. Приведите классификацию терморезисторов.

7. Чем характеризуются терморезисторы?

8. Укажите область применения терморезисторов.