38. Варистосторы, терморезисторы, тензорезисторы, фоторезисторы, мемристоры.

Варистор

Варистор полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого

нелинейно зависит от приложенного напряжения, то есть обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой и имеющий два вывода.


Картинка


Картинка


Вольт-амперные характеристики варисторов: синие — на основе ZnO, красные — на основе SiC.

Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния (или иного полупроводника). При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.


Конструктивно варисторы выполняются обычно в виде дисков, таблеток, стержней; существуют бусинковые и плёночные варисторы. Широкое распространение получили стержневые подстроечные варисторы с подвижным контактом.



Один из основных параметров варистора — коэффициент нелинейности λ — определяется отношением его статического сопротивления R к динамическому сопротивлению R d:

Картинка


где U и I — напряжение и ток варистора.


Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO.


Температурный коэффициент сопротивления варистора — отрицательная величина.


Варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотных токов и напряжений, в аналоговых вычислителях — для возведения в степень, извлечения корней и других математических действий, в цепях защиты от перенапряжений (например, высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) и др.


Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения.


Термистор

Термистор — полупроводниковый резистор, сопротивление которого существенно убывает с ростом температуры.


Терморезистор изготовляют в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок .


Их размеры могут варьироваться в пределах от 1—10 мкм до 1—2 см.


Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления, интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния.


Изготовляются также терморезисторы специальной конструкции — с косвенным подогревом. В таких терморезисторах имеется подогревная обмотка, изолированная от полупроводникового резистивного элемента (если при этом мощность, выделяющаяся в резистивном элементе, мала, то тепловой режим терморезистора определяется температурой подогревателя, то есть током в нём). Таким образом, появляется возможность изменять состояние терморезистора, не меняя ток через него. Такой терморезистор используется в качестве переменного резистора, управляемого электрически на расстоянии.



Тензорезистор

Картинка

Тензорезистор — резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации.

С помощью тензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними элементов, тензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся для косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений, крутящих моментов и пр.


Картинка

Фоторезистор

Картинка

Фоторезистор — полупроводниковый прибор, изменяющий величину своего сопротивления при облучении светом.


Для изготовления фоторезисторов используют полупроводниковые материалы с шириной запрещенной зоны, оптимальной для решаемой задачи. Так, для регистрации видимого света используются фоторезисторы из селенида и сульфида кадмия, Se. Для регистрации инфракрасного излучения используются Ge, Si, PbS. Полупроводник наносят в виде тонкого слоя на стеклянную или кварцевую подложку или вырезают в виде тонкой пластинки из монокристалла. Слой или пластинку полупроводника снабжают двумя электродами и помещают в защитный корпус.


Картинка


Важнейшие параметры фоторезисторов:

  1. интегральная чувствительность — отношение изменения напряжения на единицу мощности падающего излучения (при номинальном значении напряжения питания);
  2. порог чувствительности — величина минимального сигнала, регистрируемого фоторезистором, отнесённая к единице полосы рабочих частот.

Мемристор

Картинка

Мемристор — пассивный элемент в микроэлектронике, способный изменять свое сопротивление в зависимости от протекавшего через него заряда (интеграла тока за время работы).

обозначение на схеме





К списку Рандомный вопрос