半導體電阻器是所有電子電路中使用最多的元件。導體對電流的阻礙作用就叫該導體的電阻。半導體電阻器也稱敏感電阻器,主要由半導體材料制成,它對外界,比如溫度、濕度、機械力、電壓磁場等物理量變化反應敏感從而導致自身電阻值發生變化。反過來,人們根據這些電阻阻值的變化就可檢測上述物理量的變化。電阻都有一定的阻值,它代表這個電阻對電流流動阻擋力的大小。電阻的單位是歐姆,用符號“Ω”表示。下面向大家簡要介紹幾種半導體電阻器的特點和用途。
1.熱敏電阻
是對溫度變化很敏感的電阻器種類較多,但大體可分為兩類,一類是阻值隨溫度升高而增大,這類熱敏電阻稱為正溫度系數熱敏電阻也稱PTC元件;另一類是阻值隨溫度升高而減小,這類熱敏電阻稱為負溫度系數熱敏電阻,也稱NTC元件。不論是哪類熱敏電阻,都具有對溫度變化極其敏感:熱惰性小、體積小等特點主要應用于溫度測量、溫度控制、火災報警、微波和激光功率測量等方面。例如在空調、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
是一種對光照很敏感的半導體元件,當光照增強時其電阻值下降,反之亦然。光敏電阻是用硫化鎘或硒化鎘等半導體材料制成的特殊電阻器,其工作原理是基于內光電效應。光照愈強,阻值就愈低,隨著光照強度的升高,電阻值迅速降低,亮電阻值可小至1KΩ以下。根據制作光敏電阻材料經摻雜后的光譜特性,光敏電阻可分為紫外光光敏電阻器、可見光光敏電阻器和紅外光光敏電阻器三類。紫外光光敏電阻器對紫外光反應靈敏,可專用于檢測紫外光。可見光光敏電阻器主要應用于各種可見光電自動控制系統,如路燈、航標燈自動亮,熄控制、電子計算機的輸入設備、光電跟蹤系統等。紅外光敏電阻器主要應用于導彈制導、衛星運行姿態監視、天文探測、氣體分析等。其中硫化鎘光敏電阻對X、α、β、γ射線很敏感,可以用來作無損傷探測。
3.壓敏電阻
是一種對電壓很敏感的半導體元件,當在它兩端施加電壓低于某一特定值時,其電阻值達Mn級當兩端施加電壓高于某一特定值(不同規格壓敏電阻這個特定值不同)時其電阻值會急劇減小至歐姆。當施加電壓重新低于這一特定值時,它又能自動恢復高電阻值。壓敏電阻按其結構可分為體型、結型、單顆粒和薄膜狀壓敏電阻器,它們的共同特點是電壓范圍寬。通流能力強(高達數千安培)、電壓溫度系數小、體積小等特點。壓敏電阻常用于電子線路中的過壓保護。
4.磁敏電阻
是一種對磁敏感、具有磁阻效應的電阻元件。物質在磁場中電阻發生變化的現象稱為磁阻效應。磁敏電阻通常用銻化銦(InSb)或砷化銦(InAs)等對磁具有敏感性的半導體材料制成。半導體材料的磁阻效應包括物理磁阻效應和幾何磁阻效應,其中物理磁阻效應又稱為磁電阻率效應。當外加磁場的方向或強度發生變化時,磁敏電阻的阻值相應改變,利用該變化,可精確地測試出磁場的相對位移。磁敏電阻在測量、自動控制和信息處理等方面都有廣泛應用,可通過它測量磁場強度,能對位移、頻率、功率等進行檢測。另外,還可以應用于直流,交流變換、斬波、變頻和模擬運算等領域。
5.力敏電阻
是利用材料的電阻率隨外加應力改變而改變的現象制成的利用力敏電阻可以將機械力重力、加速度等轉換為電訊號。力敏電阻器可以制成轉矩計、張力計、加速度計、壓力傳感器、半導體話筒等,在航天、航空、軍事及民用領域中均有廣泛應用。
6.氣敏電阻
是利用半導體表面吸收某種氣體分子后發生氧化還原反應而使電阻率發生改變的特性而制成的。氣敏電阻也有許多種,分別對不同的氣體,比如NOX、co、C02.02.S02、CXHX等等有著獨特的敏感性。氣敏電阻器的應用范圍很廣,主要制成各種氣敏傳感器,在環境監測、各種管道、密封系統的檢漏以及安全防火、防爆、自動控制(比如:家用抽油煙機)等領域都能找到它的蹤影。
7.濕敏電阻
是利用其電阻值隨環境相對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、電極和具有一定機械濕度的絕緣基體所構成。當感濕層吸附環境中的水份后,會引起兩電極間阻值的減小,這樣就直接將相對濕度的變化轉換成了電阻值的變化。根據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。目前,濕敏電阻主要應用于各種領域中濕度的檢測和控制系統中,比如印刷、制藥、造紙:醫療科研自動灌溉等領域中都有它的存在。
審核編輯黃昊宇
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