半導(dǎo)體電阻器是所有電子電路中使用最多的元件。導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用就叫該導(dǎo)體的電阻。半導(dǎo)體電阻器也稱(chēng)敏感電阻器,主要由半導(dǎo)體材料制成,它對(duì)外界,比如溫度、濕度、機(jī)械力、電壓磁場(chǎng)等物理量變化反應(yīng)敏感從而導(dǎo)致自身電阻值發(fā)生變化。反過(guò)來(lái),人們根據(jù)這些電阻阻值的變化就可檢測(cè)上述物理量的變化。電阻都有一定的阻值,它代表這個(gè)電阻對(duì)電流流動(dòng)阻擋力的大小。電阻的單位是歐姆,用符號(hào)“Ω”表示。下面向大家簡(jiǎn)要介紹幾種半導(dǎo)體電阻器的特點(diǎn)和用途。
1.熱敏電阻
是對(duì)溫度變化很敏感的電阻器種類(lèi)較多,但大體可分為兩類(lèi),一類(lèi)是阻值隨溫度升高而增大,這類(lèi)熱敏電阻稱(chēng)為正溫度系數(shù)熱敏電阻也稱(chēng)PTC元件;另一類(lèi)是阻值隨溫度升高而減小,這類(lèi)熱敏電阻稱(chēng)為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,也稱(chēng)NTC元件。不論是哪類(lèi)熱敏電阻,都具有對(duì)溫度變化極其敏感:熱惰性小、體積小等特點(diǎn)主要應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度控制、火災(zāi)報(bào)警、微波和激光功率測(cè)量等方面。例如在空調(diào)、冰箱、彩電、微波爐、電磁灶、育種、孵化箱等等上面均可找到它。
2.光敏電阻
是一種對(duì)光照很敏感的半導(dǎo)體元件,當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)其電阻值下降,反之亦然。光敏電阻是用硫化鎘或硒化鎘等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器,其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光照愈強(qiáng),阻值就愈低,隨著光照強(qiáng)度的升高,電阻值迅速降低,亮電阻值可小至1KΩ以下。根據(jù)制作光敏電阻材料經(jīng)摻雜后的光譜特性,光敏電阻可分為紫外光光敏電阻器、可見(jiàn)光光敏電阻器和紅外光光敏電阻器三類(lèi)。紫外光光敏電阻器對(duì)紫外光反應(yīng)靈敏,可專(zhuān)用于檢測(cè)紫外光。可見(jiàn)光光敏電阻器主要應(yīng)用于各種可見(jiàn)光電自動(dòng)控制系統(tǒng),如路燈、航標(biāo)燈自動(dòng)亮,熄控制、電子計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備、光電跟蹤系統(tǒng)等。紅外光敏電阻器主要應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、衛(wèi)星運(yùn)行姿態(tài)監(jiān)視、天文探測(cè)、氣體分析等。其中硫化鎘光敏電阻對(duì)X、α、β、γ射線很敏感,可以用來(lái)作無(wú)損傷探測(cè)。
3.壓敏電阻
是一種對(duì)電壓很敏感的半導(dǎo)體元件,當(dāng)在它兩端施加電壓低于某一特定值時(shí),其電阻值達(dá)Mn級(jí)當(dāng)兩端施加電壓高于某一特定值(不同規(guī)格壓敏電阻這個(gè)特定值不同)時(shí)其電阻值會(huì)急劇減小至歐姆。當(dāng)施加電壓重新低于這一特定值時(shí),它又能自動(dòng)恢復(fù)高電阻值。壓敏電阻按其結(jié)構(gòu)可分為體型、結(jié)型、單顆粒和薄膜狀壓敏電阻器,它們的共同特點(diǎn)是電壓范圍寬。通流能力強(qiáng)(高達(dá)數(shù)千安培)、電壓溫度系數(shù)小、體積小等特點(diǎn)。壓敏電阻常用于電子線路中的過(guò)壓保護(hù)。
4.磁敏電阻
是一種對(duì)磁敏感、具有磁阻效應(yīng)的電阻元件。物質(zhì)在磁場(chǎng)中電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象稱(chēng)為磁阻效應(yīng)。磁敏電阻通常用銻化銦(InSb)或砷化銦(InAs)等對(duì)磁具有敏感性的半導(dǎo)體材料制成。半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng)包括物理磁阻效應(yīng)和幾何磁阻效應(yīng),其中物理磁阻效應(yīng)又稱(chēng)為磁電阻率效應(yīng)。當(dāng)外加磁場(chǎng)的方向或強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí),磁敏電阻的阻值相應(yīng)改變,利用該變化,可精確地測(cè)試出磁場(chǎng)的相對(duì)位移。磁敏電阻在測(cè)量、自動(dòng)控制和信息處理等方面都有廣泛應(yīng)用,可通過(guò)它測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度,能對(duì)位移、頻率、功率等進(jìn)行檢測(cè)。另外,還可以應(yīng)用于直流,交流變換、斬波、變頻和模擬運(yùn)算等領(lǐng)域。
5.力敏電阻
是利用材料的電阻率隨外加應(yīng)力改變而改變的現(xiàn)象制成的利用力敏電阻可以將機(jī)械力重力、加速度等轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)。力敏電阻器可以制成轉(zhuǎn)矩計(jì)、張力計(jì)、加速度計(jì)、壓力傳感器、半導(dǎo)體話(huà)筒等,在航天、航空、軍事及民用領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。
6.氣敏電阻
是利用半導(dǎo)體表面吸收某種氣體分子后發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使電阻率發(fā)生改變的特性而制成的。氣敏電阻也有許多種,分別對(duì)不同的氣體,比如NOX、co、C02.02.S02、CXHX等等有著獨(dú)特的敏感性。氣敏電阻器的應(yīng)用范圍很廣,主要制成各種氣敏傳感器,在環(huán)境監(jiān)測(cè)、各種管道、密封系統(tǒng)的檢漏以及安全防火、防爆、自動(dòng)控制(比如:家用抽油煙機(jī))等領(lǐng)域都能找到它的蹤影。
7.濕敏電阻
是利用其電阻值隨環(huán)境相對(duì)濕度的變化而改變的特性制成的一種敏感元件,它主要由感濕層、電極和具有一定機(jī)械濕度的絕緣基體所構(gòu)成。當(dāng)感濕層吸附環(huán)境中的水份后,會(huì)引起兩電極間阻值的減小,這樣就直接將相對(duì)濕度的變化轉(zhuǎn)換成了電阻值的變化。根據(jù)濕敏電阻的感濕層所用材料不同,濕敏電阻有多種不同種類(lèi)。目前,濕敏電阻主要應(yīng)用于各種領(lǐng)域中濕度的檢測(cè)和控制系統(tǒng)中,比如印刷、制藥、造紙:醫(yī)療科研自動(dòng)灌溉等領(lǐng)域中都有它的存在。
審核編輯黃昊宇
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