《电阻与温度的关系》_精选优秀范文十篇
电阻与温度的关系
电阻与温度的关系
范文一：低温与超导第35卷　第4期低温技术Cryo.&Supercond.Pt100温度计电阻和温度关系的拟合钱静,翁佩德,罗家融,陈灼民(中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031)摘要:全超导托卡马克(Tokamak)装置EAST是国家“九五”大科学工程,参数之一。工作在液氮温区的装置部件的温度通过铂电阻温度计R-T数据进行拟合,得到与实际温度逼近度高的R-T关系函数,从而提高了E关键词:全超导托卡马克EAST;Pt100温度计;;-ationfitofPT100thermometerQianJing,WengPeide,LuoJiarong,ChenZhuomin(InstituteofPlasmaPhysics,ChineseAcademyofSciences,Hefei230031,China)Abstract:EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)isaMega-scienceprojectapprovedbytheChinesegovernment,whichisafullysuperconductingexperimentaldevicefornuclearfusion.Thetemperatureisoneofthemostimportantandbasicoperatingpa2rameters.ThetemperaturesinsomepartsofEASTaremeasuredwithPT100thermometers.TogetmostreliableR-TfunctionofPT100somefunctionsaretriedtofitthedatawemeasuredfirst.Keywords:FullySuperconductingTokamakEAST,Pt100thermometer,Resistance-temperaturerelation,Datafit以精度达到0.3%的1mA直流电流,采用四引线法测1　引言EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTo2kamak)是世界上第一个建成并正式投入运行的全超量电压值,经过换算,得到温度计对应的温度值。因此,得到一个与实际数据逼近度高的R-T关系函数对于提高温度测量的准确度至关重要。导非圆截面核聚变实验装置,其科学目标是通过实验研究,为未来建造稳态、高效、安全的聚变反应堆提供重要的工程技术和物理基础。EAST装置工作在液氮温区的部件主要有内、外冷屏,支撑件,上、下方位的垂直和水平颈管及高温超导电流引线,实验运行期间温度变化范围在常温～[1]60K之间。温度参数是超导磁体装置最重要也是最基本的运行参数之一,温度测量是EAST装置主机技术诊断系统的重要课题之一。超导磁体的超导电性能(如:临界电流)及其运行稳定性与磁体运行温度密切相关,尤其在产生高温等离子体放电期间,对温度的测量准确度要求比较高。为了及时可靠地监测有关部件的温度分布情况,EAST装置安装了大约150个Pt100铂电阻温度计。Pt100温度计的测温范围广,精度高,材料易提纯,且电阻率较大,其电阻R与温度T的关系为正比例系数的单调函数,并且有良好的重复性。一旦确定了Pt100温度计R-T两者之间的关系,实验运行时温度计通收稿日期:2　问题的提出安装在EAST装置液氮管路的Pt100温度计在常温到液氮温区的R-T换算公式,最初是根据实测的3个标准点数值以及温度变化范围较小时电阻值与温度近似成线性关系的特性,得到如下R-T关系公式。T+77.52+27.20.=2.469R+27.2(1)其中:电阻R的单位是Ω;T的单位是K,温度范围是77.52K～常温。表1　Pt100温度计三定点数据Tab.1　DataofPt100thermometeratthreespecifictemperature(Ω)温度(K)实际值计算值误差值20.3877.5277.78100..1-0.85108..61作者简介:钱静(1975-),女,工程师,主要从事超导托卡马克核聚变实验装置主机技术诊断以及计算机应用方面工作。第4期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低温技术　　Cryogenics?291?通常实测的3个标准点如表1所示,选在常温、冰点以及液氮温度。由于公式(1)中的系数0.405主要取自常温区或液氮低温区,因此在这两个温区计算得到的温度比较准确,在中间温区就可能有较大误差,误差绝对值不超过3.7K,如图1所示,因此不能够满足EAST大工程对氮管路温度测量的精度要求。线误差最小,误差在-3.5K～+2.5K之间,绝对值不超过3.5K;且分布均匀度最好。(2)温度在100K以上:3阶多项式拟合的函数曲线误差最小,误差在-0.03K～+0.3K之间,绝对值不超过0.33K;且分布均匀度最好。可见在温度低于100K时,,很100K以上两个温区进行数据拟合(1)温度在100K以下3阶多项式拟合的函数曲线误差最小,在-1.8K～+1.8K之间,绝对值不超过1.8K;且分布均匀度最好。此时最佳拟合函数如下:23T=82.26R+0.37R　　其中:电阻R的单位是Ω;T的单位是K。图1　定点法计算温度与实测温度误差Fig.1　Temperatureerrorcurve考虑到EAST装置实验运行期间,氮管路温度变化范围较大,不可以忽略Pt100温度计R-T关系的非线性度,为了使得测量温度与实际温度更为逼近,根据一组实测的Pt100温度计R-T数据,遵从最小二乘准则,分别选择线性函数以及3阶、5阶、7阶等多项式函数作为R-T关系拟合函数的原型,使已知的数据尽[2]量逼近于某条函数曲线,该函数曲线即为所要求的Pt100温度计R-T关系曲线。3　数据拟合3.1　按不分温区进行数据拟合时的误差范围(见图2)图3　不同拟合函数2计算得到的温度值与实测值误差Fig.3　Temperatureerrorcurveofdifferentfitfunction2图2　用不同拟合函数1计算得到的温度值与实测值误差Fig.2　Temperatureerrorcurveofdifferentfitfunction1图4　不同拟合函数3计算得到的温度值与实测值误差Fig.4　Temperatureerrorcurveofdifferentfitfunction3(1)温度在100K以下:5阶多项式拟合的函数曲(2)温度在100K以上?292?　　　　　　　　　　　　　第4期低温技术　　Cryogenics3阶多项式拟合的函数曲线误差最小,在-0.11K～+0.15K之间,绝对值不超过0.15K;且分布均匀度最好。此时最佳拟合函数如下:T=31.17226+23(3)　2.231R-4.86427E-6×R其中:电阻R的单位是Ω;T的单位是K。综上所述,分温区进行数据拟合所得到的函数曲线,比较逼近实际值。因此,最终选定的拟合函数如公式(2)和(3)所示。4　公式(1在100K以下的温区内,实际数据均匀分布在选取的3阶拟合函数曲线两侧,且误差的绝对值也小于公式(1)的计算值。如图5示。图6　3阶拟合函数计算得到的温度值与实测值的差值2Fig.6　Temperatureerrorcurve2ofthreeorderfitfunction为一个异常点。需要根据对数据本身以及数据的获得过程进行仔细的研究,分别情况斟情处理。如果这个异常值产生于试验过程的失误,则当然应该剔除。如果不是,则在实验中可以通过参数修正来改善这一点[3]的准确度。目前根据具体分析,采取通过参数修正的方法来改善这一点附近的准确度。表2　Pt100温度计拟合公式与实测值比较Tab.2　Comparisonofdatafromfitformulaandmeasureddata(Ω)温度(K实际值计算值误差值20.262-0.90262100..99108..51图5　3阶拟合函数计算得到的温度值与实测值的差值1Fig.5　Temperatureerrorcurve1ofthreeorderfitfunction就整个实验温区而言,所求得的拟合函数与实测的Pt100温度计R-T数据的逼近度有了很大提高,能够满足EAST大工程对氮管路温度测量的精度要求,适合作为EAST装置实验运行调试的参考基准。参考文献1　陈灼民,张刚,等.低温温度计标定装置的研制.低温与超温度在100K以上的温区内,3阶拟合函数计算得到的温度值与实测值的差值远小于公式(1)的计算值,如图6所示。　　可见,与已有公式(1)相比较,所求得的拟合函数与实际值的逼近度更好。导,).5　结论所求得的拟合函数不足之处在于实测点(20.38,77.52)不在拟合曲线上,且差值较大(如表2所示),2　施锡拴,范正持.数据分析方法.上海:上海财经大学证券期货学院,1998.3　陈希孺,王松桂.近代回归分析-原理、方法及应用.合肥:安徽教育出版社,1987.原文地址：低温与超导第35卷　第4期低温技术Cryo.&Supercond.Pt100温度计电阻和温度关系的拟合钱静,翁佩德,罗家融,陈灼民(中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031)摘要:全超导托卡马克(Tokamak)装置EAST是国家“九五”大科学工程,参数之一。工作在液氮温区的装置部件的温度通过铂电阻温度计R-T数据进行拟合,得到与实际温度逼近度高的R-T关系函数,从而提高了E关键词:全超导托卡马克EAST;Pt100温度计;;-ationfitofPT100thermometerQianJing,WengPeide,LuoJiarong,ChenZhuomin(InstituteofPlasmaPhysics,ChineseAcademyofSciences,Hefei230031,China)Abstract:EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)isaMega-scienceprojectapprovedbytheChinesegovernment,whichisafullysuperconductingexperimentaldevicefornuclearfusion.Thetemperatureisoneofthemostimportantandbasicoperatingpa2rameters.ThetemperaturesinsomepartsofEASTaremeasuredwithPT100thermometers.TogetmostreliableR-TfunctionofPT100somefunctionsaretriedtofitthedatawemeasuredfirst.Keywords:FullySuperconductingTokamakEAST,Pt100thermometer,Resistance-temperaturerelation,Datafit以精度达到0.3%的1mA直流电流,采用四引线法测1　引言EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTo2kamak)是世界上第一个建成并正式投入运行的全超量电压值,经过换算,得到温度计对应的温度值。因此,得到一个与实际数据逼近度高的R-T关系函数对于提高温度测量的准确度至关重要。导非圆截面核聚变实验装置,其科学目标是通过实验研究,为未来建造稳态、高效、安全的聚变反应堆提供重要的工程技术和物理基础。EAST装置工作在液氮温区的部件主要有内、外冷屏,支撑件,上、下方位的垂直和水平颈管及高温超导电流引线,实验运行期间温度变化范围在常温～[1]60K之间。温度参数是超导磁体装置最重要也是最基本的运行参数之一,温度测量是EAST装置主机技术诊断系统的重要课题之一。超导磁体的超导电性能(如:临界电流)及其运行稳定性与磁体运行温度密切相关,尤其在产生高温等离子体放电期间,对温度的测量准确度要求比较高。为了及时可靠地监测有关部件的温度分布情况,EAST装置安装了大约150个Pt100铂电阻温度计。Pt100温度计的测温范围广,精度高,材料易提纯,且电阻率较大,其电阻R与温度T的关系为正比例系数的单调函数,并且有良好的重复性。一旦确定了Pt100温度计R-T两者之间的关系,实验运行时温度计通收稿日期:2　问题的提出安装在EAST装置液氮管路的Pt100温度计在常温到液氮温区的R-T换算公式,最初是根据实测的3个标准点数值以及温度变化范围较小时电阻值与温度近似成线性关系的特性,得到如下R-T关系公式。T+77.52+27.20.=2.469R+27.2(1)其中:电阻R的单位是Ω;T的单位是K,温度范围是77.52K～常温。表1　Pt100温度计三定点数据Tab.1　DataofPt100thermometeratthreespecifictemperature(Ω)温度(K)实际值计算值误差值20.3877.5277.78100..1-0.85108..61作者简介:钱静(1975-),女,工程师,主要从事超导托卡马克核聚变实验装置主机技术诊断以及计算机应用方面工作。第4期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低温技术　　Cryogenics?291?通常实测的3个标准点如表1所示,选在常温、冰点以及液氮温度。由于公式(1)中的系数0.405主要取自常温区或液氮低温区,因此在这两个温区计算得到的温度比较准确,在中间温区就可能有较大误差,误差绝对值不超过3.7K,如图1所示,因此不能够满足EAST大工程对氮管路温度测量的精度要求。线误差最小,误差在-3.5K～+2.5K之间,绝对值不超过3.5K;且分布均匀度最好。(2)温度在100K以上:3阶多项式拟合的函数曲线误差最小,误差在-0.03K～+0.3K之间,绝对值不超过0.33K;且分布均匀度最好。可见在温度低于100K时,,很100K以上两个温区进行数据拟合(1)温度在100K以下3阶多项式拟合的函数曲线误差最小,在-1.8K～+1.8K之间,绝对值不超过1.8K;且分布均匀度最好。此时最佳拟合函数如下:23T=82.26R+0.37R　　其中:电阻R的单位是Ω;T的单位是K。图1　定点法计算温度与实测温度误差Fig.1　Temperatureerrorcurve考虑到EAST装置实验运行期间,氮管路温度变化范围较大,不可以忽略Pt100温度计R-T关系的非线性度,为了使得测量温度与实际温度更为逼近,根据一组实测的Pt100温度计R-T数据,遵从最小二乘准则,分别选择线性函数以及3阶、5阶、7阶等多项式函数作为R-T关系拟合函数的原型,使已知的数据尽[2]量逼近于某条函数曲线,该函数曲线即为所要求的Pt100温度计R-T关系曲线。3　数据拟合3.1　按不分温区进行数据拟合时的误差范围(见图2)图3　不同拟合函数2计算得到的温度值与实测值误差Fig.3　Temperatureerrorcurveofdifferentfitfunction2图2　用不同拟合函数1计算得到的温度值与实测值误差Fig.2　Temperatureerrorcurveofdifferentfitfunction1图4　不同拟合函数3计算得到的温度值与实测值误差Fig.4　Temperatureerrorcurveofdifferentfitfunction3(1)温度在100K以下:5阶多项式拟合的函数曲(2)温度在100K以上?292?　　　　　　　　　　　　　第4期低温技术　　Cryogenics3阶多项式拟合的函数曲线误差最小,在-0.11K～+0.15K之间,绝对值不超过0.15K;且分布均匀度最好。此时最佳拟合函数如下:T=31.17226+23(3)　2.231R-4.86427E-6×R其中:电阻R的单位是Ω;T的单位是K。综上所述,分温区进行数据拟合所得到的函数曲线,比较逼近实际值。因此,最终选定的拟合函数如公式(2)和(3)所示。4　公式(1在100K以下的温区内,实际数据均匀分布在选取的3阶拟合函数曲线两侧,且误差的绝对值也小于公式(1)的计算值。如图5示。图6　3阶拟合函数计算得到的温度值与实测值的差值2Fig.6　Temperatureerrorcurve2ofthreeorderfitfunction为一个异常点。需要根据对数据本身以及数据的获得过程进行仔细的研究,分别情况斟情处理。如果这个异常值产生于试验过程的失误,则当然应该剔除。如果不是,则在实验中可以通过参数修正来改善这一点[3]的准确度。目前根据具体分析,采取通过参数修正的方法来改善这一点附近的准确度。表2　Pt100温度计拟合公式与实测值比较Tab.2　Comparisonofdatafromfitformulaandmeasureddata(Ω)温度(K实际值计算值误差值20.262-0.90262100..99108..51图5　3阶拟合函数计算得到的温度值与实测值的差值1Fig.5　Temperatureerrorcurve1ofthreeorderfitfunction就整个实验温区而言,所求得的拟合函数与实测的Pt100温度计R-T数据的逼近度有了很大提高,能够满足EAST大工程对氮管路温度测量的精度要求,适合作为EAST装置实验运行调试的参考基准。参考文献1　陈灼民,张刚,等.低温温度计标定装置的研制.低温与超温度在100K以上的温区内,3阶拟合函数计算得到的温度值与实测值的差值远小于公式(1)的计算值,如图6所示。　　可见,与已有公式(1)相比较,所求得的拟合函数与实际值的逼近度更好。导,).5　结论所求得的拟合函数不足之处在于实测点(20.38,77.52)不在拟合曲线上,且差值较大(如表2所示),2　施锡拴,范正持.数据分析方法.上海:上海财经大学证券期货学院,1998.3　陈希孺,王松桂.近代回归分析-原理、方法及应用.合肥:安徽教育出版社,1987.
范文二：电阻温度系数（TCR）表示电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化，当温度每升高1℃时，导体电阻的增加值与原来电阻的比值。单位为ppm/℃（即10E（-6）·℃）。定义式如下：TCR=dR/R.dT实际应用时，通常采用平均电阻温度系数，定义式如下：TCR（平均）=（R2-R1）/（R1*（T2-T1））=（R2-R1）/(R1*ΔT)R1--温度为t1时的电阻值，Ω；R2--温度为t2时的电阻值，Ω。很多人对镀金，镀银有误解，或者是不清楚镀金的作用，现在来澄清下。。。1。镀金并不是为了减小电阻，而是因为金的化学性质非常稳定，不容易氧化，接头上镀金是为了防止接触不良（不是因为金的导电能力比铜好）。2。众所周知，银的电阻率最小，在所有金属中，它的导电能力是最好的。3。不要以为镀金或镀银的板子就好，良好的电路设计和PCB的设计，比镀金或镀银对电路性能的影响更大。4。导电能力银好于铜，铜好于金！现在贴上常见金属的电阻率及其温度系数：物质 温度t/℃ 电阻率 电阻温度系数aR/℃-1银 20 1.586 0.0038(20℃)铜 20 1.678 0.00393(20℃)金 20 2.40 0.00324(20℃)铝 20 2.29(20℃)钙 0 3.91 0.00416(0℃)铍 20 4.0 0.025(20℃)镁 20 4.45 0.0165(20℃)钼 0 5.2铱 20 5.3 0.℃~100℃)钨 27 5.65锌 20 5.196 0.00419(0℃~100℃)钴 20 6.64 0.00604(0℃~100℃)镍 20 6.84 0.0069(0℃~100℃)镉 0 6.83 0.0042(0℃~100℃)铟 20 8.37铁 20 9.71 0.00651(20℃)铂 20 10.6 0.00374(0℃~60℃)锡 0 11.0 0.0047(0℃~100℃)铷 20 12.5铬 0 12.9 0.003(0℃~100℃)镓 20 17.4铊 0 18.0铯 20 20铅 20 20.684 (0.0037620℃~40℃)锑 0 39.0钛 20 42.0汞 50 98.4锰 23~100 185.0电阻的温度系数，是指当温度每升高一度时，电阻增大的百分数。例如，铂的温度系数是0.00374/℃。它是一个百分数。在20℃时，一个1000欧的铂电阻，当温度升高到21℃时，它的电阻将变为1003.74欧。实际上，在电工书上给出的是“电阻率温度系数”，因为我们知道，一段电阻线的电阻由四个因素决定：1、电阻线的长度；2、电阻线的横截面积；3、材料；4、温度。前三个因素是自身因素，第四个因素是外界因素。电阻率温度系数就是这第四个因素的作用大小。实验证明，绝大多数金属材料的电阻率温度系数都约等于千分之4左右，少数金属材料的电阻率温度系数极小，就成为制造精密电阻的选材，例如：康铜、锰铜等。
范文三：20℃铜电阻换算系数温度（℃） 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 电阻系数 1.063 1.059 1.054 1.050 1.046 1.041 1.037 1.033 1.029 1.024 1.020 温度（℃） 电阻系数 16 1.016 17 1.012 18 1.008 19 1.004 20 1.000 21 0.996 22 0.992 23 0.988 24 0.984 25 0.981 26 0.977 温度（℃） 电阻系数 27 0.973 28 0.969 29 0.966 30 0.962 31 0.958 32 0.955 33 0.951 34 0.947 35 0.944 36 0.940 37 0.937
范文四：电阻温度系数电阻温度系数(TCR)表示电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化，当温度每升高1℃时，导体电阻的增加值与原来电阻的比值。单位为ppm/℃(即10E(-6)·℃)。定义式如下：TCR=dR/R.dT实际应用时，通常采用平均电阻温度系数，定义式如下：TCR(平均)=(R2-R1)/(R1*(T2-T1))=(R2-R1)/(R1*ΔT)R1--温度为t1时的电阻值，Ω；R2--温度为t2时的电阻值，Ω。精密电阻的精度可以达到0.1%，温度系数可以达到20ppm以内。普通电阻一般为+-100PPM，+-200PPM。下面是某厂家生产的电阻介绍：1 。精密薄膜电阻 AR系列精密薄膜电阻是一种高精度的贴片型电阻，非常稳定, 低噪音, 可在高频上使用高精密精度：0.01%，0.05%，0.25%，0.5%，1%温度系数：TCR5PPM,10PPM,25PPM,50PPM可达极小尺寸,省空间, 省成本 005可提供以下超精密及低温度系数 阻值范围：0.01%,0.05% TCR10 0.01% 0.05% TC5.0402 50ohm-15kohm kohm0603 50ohm-50kohm kohm0805 50ohm-100kohm kohm1206 50ohm-200kohm kohmohm-200kohm 0-25kohm应用：医学仪器，测量设备，电源转换器，LCD控制板，部分手机，充电器，汽车，印表机控制板2 。贴片色环电阻 RJM,这种电阻也叫晶圆电阻，无引线电阻，超高精密，超低温度，散热性好，体积小是这种电阻的最大优点，可以替代传统的插件电阻，在工作环境恶劣的情况下使用这种电阻，可以起到良好的作用阻值范围：0.1R—10MR公差：+-0.02%，0.05%，0.1%，0.25%，0.5%，1%低温度系数：(TCR): 5,10,15,25,50PPM规格：0204 L=3.45mm,D=1.3mm0207 L=5.7mm,D=2.1mm功率：0.25W,0.35W,0.5W,1W应用：仪器仪表，汽车，LCD,电源等3。 超高精密，超低温度系数 EE/ER/EN/RE电阻这种电阻是目前高精度仪表，设备最为常用的电阻，由于它的稳定性高，精度高，温度系数低，阻值范围宽，适用于高精度的仪表设备上是最为合适的电阻。阻值范围：0.025R-10MR公差：+-0.01%，0.02%，0.05%，0.1%，0.25%，0.5%，1%温度系数(TCR)：0-5PPM,5PPM,10PPM,15PPM,25PPM,50PPM4.高精密电阻器金属膜-RJ是用镍铬或类似的合金真空电镀技术，着膜于白瓷棒表面，经过切割调试阻值，以达到最终要求的精密阻值。RJ系列提供广泛的阻值范围，有着精密阻值，公差范围小的特性。亦可应用于金属膜保险丝电阻器。RJ72，RJ73，RJ74，RJ16，RJ17，RJ18；.阻值范围：(Ω) 0.1Ω~ 22MΩ；.精度 (%)：A5 ( ±0.05 ), B ( ±0.10 ), C ( ±0.25 ), D (±0.5 ), F ( ±1), J ( ±5.0).温度系数 (ppm/°C)：C7 ( ±5 ), C6 ( ±10 ), C5 (±15 ), C3 ( ±25 ), C2 ( ±50 ), C1 ( ±100 ). 额定功率 (W)P70：0.16W，0.25W，0.5W，1.0W，2.0W，3.0W；5.精密合金电阻-大电流环境用贴片型精密金属合金电阻BVE,BVS,BVT,BVB,BRS二端子系列，封装有，，3812，温度系数：小于50PPM/°C，额定功率：5W，3W，2W，阻值范围[毫欧姆 mΩ]：(0.2，0.3，0.5，1，2，3，4)，精度：精度：(1%，2%， 5%)；阻值范围 >= 25 毫欧姆(mΩ)：精度：(1%，2%)BVR4，BVN4四端子系列，封装有。温度系数：小于50PPM/°C，额定功率：3W阻值范围 [毫欧姆mΩ]：(0.2，0.3，0.5，0.7，1，2)，精度：(1%，2%， 5%)
范文五：电子元器件解析：二极管电阻与温度的关系二极管是一种应用非常广泛的微波控制器件，可以用来制作微波开关、微波衰减器、微波限幅器、微波移相器等。在各类二极管电路应用中，二极管电阻的温度特性强烈地影响着微波电路的温度性能。二极管温度效应的研究包括对迁移率和载流子寿命的温度特性的理论分析和实验研究。文中针对几种不同结构和钝化材料的二极管，对其温度性能进行了研究，包括I区域载流子寿命与温度的关系、迁移率与温度的关系以及电阻与温度的关系，研究表明：二极管电阻的温度性能主要依赖于二极管结电容的大小。1 理论分析在微波工作状态下，二极管的电阻与正向电流以及半导体材料参数相关。可用简化表达式来表示式中：W为I区的厚度;IF为正向电流;μ为I区双极迁移率μ=μn+μp;τ为双极载流子寿命。式中，迁移率和载流子寿命与温度相关，即对电阻的温度性能有影响。1. 1 迁移率迁移率与温度的关系比较复杂，但在一定的温度范围内，半导体体内的杂质已全部电离，本征激发还不十分明显时，载流子浓度基本不随温度变化，影响迁移率的诸多因素中，晶格散射起主要作用，迁移率随温度升高而降低。一些学者的研究结果表明，在一50～+200℃(223~473 K)内，迁移率和温度的关系可表示为式中：n值为2~2.2;t0为常温，通常定为25℃(298 K)。1.2 少数载流子寿命少数载流子寿命不仅受到体内复合的影响，更为重要的是，很大程度上受表面状态的影响，τ是一个结构灵敏参数，是体内复合和表面复合的综合结果，可表示为式中：τv是体内复合寿命;τs是表面复合寿命。研究发现：载流子寿命随温度的增加而增加，可表示为式中m称之为载流子寿命因子。1.3 载流子寿命因子与电阻比较式(2)和式(4)，在一50~+200℃(223~473 K)内(二极管通常的工作温度范围)，令n=2，则得到二极管电阻的温度特性为由式(5)可以看出，电阻的温度特性取决于迁移率和少数载流子寿命温度特性的综合结果。图1是以载流子寿命因子m为参数，由式(5)得到的归一化电阻与温度的关系曲线。图1表明，二极管的电阻可以随载流子寿命的增加而增加，也可以是减少或保持不变，当m=2时，二极管的电阻不随温度变化。影响载流子寿命因子m值的因素很多，包括：二极管几何结构(I区域的宽度、结直径、结形状等)、表面钝化材料的电学性质，以及本征层的载流子浓度等。这些因素中，由于二极管的工区域的载流子浓度一般不高于1014cm-3，当外延材料杂质浓度稳定且缺陷很少时，外延材料参数对载流子寿命因子的影响可以忽略。需要重点研究的是二极管几何结构、表面钝化材料对寿命因子m值的影响。
范文六：第29卷　第1期　　　　　延边大学学报(自然科学版)Vol.29No.1()2003年3月　JournalofYanbianUniversityNaturalScience　Mar.2003文章编号:03)液体电阻率与温度和浓度之间关系的测量金虎杰,韩德万,王成贵(延边大学理工学院物理系,吉林延吉133002)摘要:通过液体温度、浓度与电阻率之间的关系的测定,得出液体导电与一般金属导电之间的区别,掌握液体电阻率的温度特性和浓度特性,掌握导电液体均匀加热方法.关键词:均匀加热;离子;定向运动中图分类号:O552.4+24　　　文献标识码:A液体温度、浓度与电阻率之间的关系,实施,,、简单易行的使液体均匀受热的方法.,我们自行设计了实验装置,.1,其中A、B分别为两铜极板,.,由于液体各点的电阻率都相同,,可使液体均匀受热.而且,盛,上口也是用绝热性能比较好的材料盖上,因此.,并且能在加热的同时,测量极板,用以计算液体的电阻率,此项实验方便、简单、易行且准确.图1　实验装置1　温度与电阻率的关系实验装置如图1所示.在接通电路之前,向圆筒内加入适量的待测液体,放好温度计,接通电路,管内液体被均匀加热,其温度可由温度计直接读出,同时由电流表和电压表读出液体两端的电压和流过的电流强度,然后用以下的公式计算电阻和电阻率.收稿日期:作者简介:金虎杰(1962-),男(朝鲜族),吉林延吉人,延边大学理工学院物理系讲师.第1期金虎杰,等:液体电阴率与温度和浓度之间关系的测量73ρ=.,　　R=ρ,ISIL其中U是极板之间的电压,I是极板之间的电流,ρ是液体的电阻率,L是极板间距,S是液R=体横截面积.以下是以浓度为1%的NaCl溶液为例做的测量实验.测量数据见表1.表1　液体温度和电阻率实验测量数据温度(℃)48电压(V)115.15.15.15.14.14.4.14.5电流(A)0........30...电阻(Ω)826.22.82.47.17..47.24.7518.3电阻率(Ωm)4.34.24.73.83..43.93.3温度(℃)727374电压(V)114.14.14.14.4.14.14.14.1电流(A)0...........电阻(Ω)506.86.68.35.20.07.94.82.9电阻率(Ωm)3.92.22.72.12.72.72.12.52.314极板间距L=0.2475m,底面积S=0..液体温度和电阻率关系曲线见图2.一般金属中自由电子的数目是固定的,金属的导电是由金属中的自由电子的定向运动引起,金属的温度越高,则自由电子与金属晶格发生碰撞的机会越高,这就越阻碍电子的定向运动,也就是说这时金属的电阻就越大.而液体的导电是由液体中的两种正负离子的不同方向的定向运动引起,液体的温度越高,离子与离子之间的碰撞机会越多,也就阻碍了离子的定向运动,这样引起的电阻率也就越大.但是,液体中的离子数目是随着液体温度的变化而发生变化,液体温度的升高,会引起离子数目的大幅度增加,离子定向运动的数目也就越多,电流也就越大,也就是说,电阻越小.一般来说,离子定向运动数目增加而引起的电阻的减少大于离子之间发生碰撞而引起的电阻率的增加,因此,总的来说,液体的温度越高则电阻率越小.这在液体温度和电阻率实验的数据表和其曲线(图2)上已经得到反映.74延边大学学报(自然科学版)第29卷图2　液体温度和电阻率关系曲线在导电液体中,液体电阻率ρ与液体绝对温度T的关系可以表示为　　lnρ=A+B　　(A和B为与液体特性有关的常量).T(1)把表1中的摄氏温度t值代入到绝对温度T与摄氏温度t的关系式T=t+273.15,然后做与lnρ线性拟合,其拟合系数为0.9967,说明实验证实了(1)式的正确性.T2　液体浓度与电阻的关系该实验仍然用以上装置,并以NaCl,液体温度变化非常缓慢,一段时间内可以看作不变).2.(V)9.01.9电流(mA)8..12.79电阻(Ω)3.5.92电阻率(Ωm)6.5441...5193极板间距L=0.2475m,底面积S=0.,液体温度T=19.0℃.液体浓度和电阻率关系曲线见图3.从液体浓度和电阻率关系实验的数据表和其曲线(图3)上,也可以得类似的结论,即:由于溶质浓度增加,液体中的离子数目也增加,当液体柱两端加电压时,液体中定向运动的离子数目也增加,电流也就增加,也就是说电阻率减小.但是,液体的浓度达到一定后,即达到饱和浓度以后,液体中的离子数目不再增加,也就是液体中定向运动的离子数目不再增加,电流也不再增加,电阻率也不再减小.液体电阻率ρ与液体浓度n(一般正比与离子浓度)可以表示为ρ=K　　(K为液体温度不变时的常量).n(2)第1期金虎杰,等:液体电阴率与温度和浓度之间关系的测量75图3　液体浓度和电阻率关系曲线把表2中的液体浓度n值代入到n,然后做液体电阻率ρ与液体浓度n的倒数n线性拟合,其限性拟合系数为0.9982,说明实验证实了(2)式的正确性.3　实验改进此项实验方法虽然有很大的优点,,实验数据,因此不能准确地得到某一时刻的数据,,有一定误差.改进措施的设想是:,用热敏电阻方法测出液体温度值,D接口与计算机联接,实施自动采集数据,.:[1]　[M].北京:高等教育出版社,.[2]　华中工学院,天津大学,上海交通大学.物理实验(基础部分)[M].北京:高等教育出版社,1999.84.MeasurementofrelationsbetweenliquidelectricresistivityanditstemperatureanddensityJINHu2jie,　HANDe2wan,　WANGCheng2gui(DepartmentofPhysics,CollegeofScienceandEngineering,YanbianUniversity,Yanji133002,China)Abstract:Viadeterminingtherelationbetweenliquidtemperatureanditselectricresistivityaswellastherelationbetweenliquiddensityanditselectricresistivity,wecanfindoutsomedifferencesbetweenliquidelectricconductionandcommonmetalelectricconduction.Moreover,wecangettheliquidelectricresistivity’spropertiesoftemperatureanddensity,andmasterthemethodofevenlyheatingelectricliquid.Keywords:EIOrientalmotion第29卷　第1期　　　　　延边大学学报(自然科学版)Vol.29No.1()2003年3月　JournalofYanbianUniversityNaturalScience　Mar.2003文章编号:03)液体电阻率与温度和浓度之间关系的测量金虎杰,韩德万,王成贵(延边大学理工学院物理系,吉林延吉133002)摘要:通过液体温度、浓度与电阻率之间的关系的测定,得出液体导电与一般金属导电之间的区别,掌握液体电阻率的温度特性和浓度特性,掌握导电液体均匀加热方法.关键词:均匀加热;离子;定向运动中图分类号:O552.4+24　　　文献标识码:A液体温度、浓度与电阻率之间的关系,实施,,、简单易行的使液体均匀受热的方法.,我们自行设计了实验装置,.1,其中A、B分别为两铜极板,.,由于液体各点的电阻率都相同,,可使液体均匀受热.而且,盛,上口也是用绝热性能比较好的材料盖上,因此.,并且能在加热的同时,测量极板,用以计算液体的电阻率,此项实验方便、简单、易行且准确.图1　实验装置1　温度与电阻率的关系实验装置如图1所示.在接通电路之前,向圆筒内加入适量的待测液体,放好温度计,接通电路,管内液体被均匀加热,其温度可由温度计直接读出,同时由电流表和电压表读出液体两端的电压和流过的电流强度,然后用以下的公式计算电阻和电阻率.收稿日期:作者简介:金虎杰(1962-),男(朝鲜族),吉林延吉人,延边大学理工学院物理系讲师.第1期金虎杰,等:液体电阴率与温度和浓度之间关系的测量73ρ=.,　　R=ρ,ISIL其中U是极板之间的电压,I是极板之间的电流,ρ是液体的电阻率,L是极板间距,S是液R=体横截面积.以下是以浓度为1%的NaCl溶液为例做的测量实验.测量数据见表1.表1　液体温度和电阻率实验测量数据温度(℃)48电压(V)115.15.15.15.14.14.4.14.5电流(A)0........30...电阻(Ω)826.22.82.47.17..47.24.7518.3电阻率(Ωm)4.34.24.73.83..43.93.3温度(℃)727374电压(V)114.14.14.14.4.14.14.14.1电流(A)0...........电阻(Ω)506.86.68.35.20.07.94.82.9电阻率(Ωm)3.92.22.72.12.72.72.12.52.314极板间距L=0.2475m,底面积S=0..液体温度和电阻率关系曲线见图2.一般金属中自由电子的数目是固定的,金属的导电是由金属中的自由电子的定向运动引起,金属的温度越高,则自由电子与金属晶格发生碰撞的机会越高,这就越阻碍电子的定向运动,也就是说这时金属的电阻就越大.而液体的导电是由液体中的两种正负离子的不同方向的定向运动引起,液体的温度越高,离子与离子之间的碰撞机会越多,也就阻碍了离子的定向运动,这样引起的电阻率也就越大.但是,液体中的离子数目是随着液体温度的变化而发生变化,液体温度的升高,会引起离子数目的大幅度增加,离子定向运动的数目也就越多,电流也就越大,也就是说,电阻越小.一般来说,离子定向运动数目增加而引起的电阻的减少大于离子之间发生碰撞而引起的电阻率的增加,因此,总的来说,液体的温度越高则电阻率越小.这在液体温度和电阻率实验的数据表和其曲线(图2)上已经得到反映.74延边大学学报(自然科学版)第29卷图2　液体温度和电阻率关系曲线在导电液体中,液体电阻率ρ与液体绝对温度T的关系可以表示为　　lnρ=A+B　　(A和B为与液体特性有关的常量).T(1)把表1中的摄氏温度t值代入到绝对温度T与摄氏温度t的关系式T=t+273.15,然后做与lnρ线性拟合,其拟合系数为0.9967,说明实验证实了(1)式的正确性.T2　液体浓度与电阻的关系该实验仍然用以上装置,并以NaCl,液体温度变化非常缓慢,一段时间内可以看作不变).2.(V)9.01.9电流(mA)8..12.79电阻(Ω)3.5.92电阻率(Ωm)6.5441...5193极板间距L=0.2475m,底面积S=0.,液体温度T=19.0℃.液体浓度和电阻率关系曲线见图3.从液体浓度和电阻率关系实验的数据表和其曲线(图3)上,也可以得类似的结论,即:由于溶质浓度增加,液体中的离子数目也增加,当液体柱两端加电压时,液体中定向运动的离子数目也增加,电流也就增加,也就是说电阻率减小.但是,液体的浓度达到一定后,即达到饱和浓度以后,液体中的离子数目不再增加,也就是液体中定向运动的离子数目不再增加,电流也不再增加,电阻率也不再减小.液体电阻率ρ与液体浓度n(一般正比与离子浓度)可以表示为ρ=K　　(K为液体温度不变时的常量).n(2)第1期金虎杰,等:液体电阴率与温度和浓度之间关系的测量75图3　液体浓度和电阻率关系曲线把表2中的液体浓度n值代入到n,然后做液体电阻率ρ与液体浓度n的倒数n线性拟合,其限性拟合系数为0.9982,说明实验证实了(2)式的正确性.3　实验改进此项实验方法虽然有很大的优点,,实验数据,因此不能准确地得到某一时刻的数据,,有一定误差.改进措施的设想是:,用热敏电阻方法测出液体温度值,D接口与计算机联接,实施自动采集数据,.:[1]　[M].北京:高等教育出版社,.[2]　华中工学院,天津大学,上海交通大学.物理实验(基础部分)[M].北京:高等教育出版社,1999.84.MeasurementofrelationsbetweenliquidelectricresistivityanditstemperatureanddensityJINHu2jie,　HANDe2wan,　WANGCheng2gui(DepartmentofPhysics,CollegeofScienceandEngineering,YanbianUniversity,Yanji133002,China)Abstract:Viadeterminingtherelationbetweenliquidtemperatureanditselectricresistivityaswellastherelationbetweenliquiddensityanditselectricresistivity,wecanfindoutsomedifferencesbetweenliquidelectricconductionandcommonmetalelectricconduction.Moreover,wecangettheliquidelectricresistivity’spropertiesoftemperatureanddensity,andmasterthemethodofevenlyheatingelectricliquid.Keywords:EIOrientalmotion
范文七：第35卷
稀有金属材料与工程
Vol.35, No.11 2006年
RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING
November 2006不锈钢纤维及其织物的电阻与温度关系研究杨
斌，蔡加阳，朱鑫蔚(浙江理工大学 先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，浙江 杭州 310018)摘
要：研究了不锈钢纤维及其织物的电阻与温度之间的关系。通过实验观察到不锈钢纱线电阻随温度增加而线性增加，不锈钢织物的电阻随温度增加而下降，且在一定范围内成线性关系，并大大提高了其电阻变化的灵敏度。织物电阻随温度变化的机理主要是温度变化过程中纱线间接触电阻的变化引起织物电阻的相应变化。 关键词：不锈钢纤维；织物；温度；测量中图法分类号：TG146
文献标识码：A
文章编号：06)11-1753-041
言纺织结构复合材料是以纺织预制件为增强材料的先进复合材料，已广泛应用于航空、航天、舰船、原子能、交通、机械、建筑等工业领域。然而复合材料结构在成形和使用过程中常常会在温度变化下受到大应变的作用，这就要求使用损伤检测传感技术来阻止一些重大损伤，因而需要一种传感器，既能对高温又能对大应变进行测量，从而对材料的选择及设计有一个指导作用，但是这种传感器目前国内外尚未见报道。金属导电纤维或纱线电阻值随应变/温度的变化而变化，其本身耐高温，但纱线断裂应变小，且电阻响应灵敏度低，不能满足测量要求。本工作利用金属纤维纱设计了一种针织结构来形成金属导电纺织结构传感器, 对其织物的应变与电阻关系进行了研究[1,2]，通过实验和理论分析，得出不锈钢针织结构可用来作为应变传感器。 这种传感器尺寸小，柔性好，便于包埋在复合材料中形成智能结构复合材料。本文主要对不锈钢纤维纱及其织物的电阻与温度的关系进行研究。图1为实验装置示意图。连续测量数字式万用表测量电阻，Memmert烘箱测量温度变化，两者同时进行，由此得到电阻与温度之间的关系。另外观察万用表在烘箱内外测量不锈钢纱线电阻的差异。ComputerChamberDigitalMultimeterSample图1
实验装置示意图Fig.1
Schematic diagram of the experimental setup3
结果与讨论3.1
纱线电阻随温度变化的测量及估算纱线电阻随温度变化曲线如图2所示。分别将测量探头放在烘箱内外进行测量，由于探头不耐高温，所以仅升温到52℃。图2a是烘箱内测量的纱线电阻值，图2b是在烘箱外测量总电阻减去烘箱外纱线电阻值，烘箱外测量的电阻包含了烘箱外的纱线及烘箱内外的温度梯度的影响，由于烘箱外纱线不经受温度的作用，因此减去其电阻后与烘箱内测量的差异主要是由于烘箱内外的温度梯度的影响。从图2可看出, 纱线电阻随温度增加而增加，且为一线性关系。其中降温曲线在升温曲线之上，这是由于电阻随温度变化的滞后性所引起。另外在烘箱外测量的电阻变化灵敏度要略大于烘箱内测量的电阻，这是由于烘箱内外温度差异，导致一根纱线上存在温度梯度及进而存在一定2
试样制备试样采用连续不锈钢长丝及其制备的纬平平面织物。纱线试样尺寸：烘箱内测量时纱线总长为100 cm，烘箱外测量时纱线总长为200 cm，处于烘箱内外的纱线分别为100 cm。织物试样尺寸10 cm×2 cm，处于烘箱内外的连接纱线分别为70 cm和130 cm。 2.2
测量系统和程序收稿日期：作者简介：杨
斌，女，1966年生，博士，副教授，浙江理工大学材料与纺织学院，浙江 杭州310018，电话：8，Fax:0, E-mail: .cn·1754·
稀有金属材料与工程
第35卷的热传导的原因。Resistance/OhmR(T)=ρ(T)l(T)π2d(T)4=31.731.631.531.431.331.231.131.04l(T)
(3) ρ(T)2πd(T)?R(T)4ρ(T)?l(T)4?ρ(T)l(T)=++2(4) ?Tπd2(T)?Tπ?Td(T)-2?d(T)4ρ(T)l(T)3πd(T)?TRelative R esistance/%2.0Relative R esistance/%1.61.20.80.40.0-0.4Resist ance/Ohm31.931.831.731.631.531.431.331.231.131.02.52.01.51.00.50.0-0.5Temperature/℃图2
烘箱内(a)和烘箱外(b)纱线电阻随温度的变化 Fig.2
The resistance change of the SS yarn with temperature: (a) (b) measured outside oven图3为纱线相对电阻随温度的变化关系。由曲线拟合可知，在烘箱内测量的相对电阻变化的灵敏度：升温为0.0574%/℃，降温为0.0516%/℃，在烘箱外测量的相对电阻变化的灵敏度：升温为0.0686%/℃。降温为0.0658%/℃，由于烘箱内测量温度变化受到限制，因此在烘箱外做实际标定时要做一个修正。图4为铁-铬-镍合金的电阻率随温度的关系[2]。曲线表明在0~400℃之间为一直线，即电阻率随温度增加而线性增加，本实验过程中，温度范围为0~260℃，因此认为电阻率随温度线性增加。在图4中，此温度范围内其电阻率变化灵敏度为0.067×10-8 Ohm·m/阅读详情：。假设不锈钢长丝纱为一导体，在温度变化时其电阻为温度的函数，可写为：R(T)=ρ(T)l(T)
(1)S(T)Temperature/℃图3
烘箱内(a)和烘箱外(b)纱线相对电阻随温度的变化关系Fig.3
The relative resistance change of the SS yarn withtemperature: (a)
(b) measured outside oven式中：R(T), ρ(T), l(T)和S(T)分别是电阻，体积比电阻，纱线长度及横截面积，其中横截面积又是纱线直径d的函数，它们都是温度的函数。120Resistivity/×10-8Ohm·mFe-Cr-Ni1Cr-Ni rate (a/o)17.2, 10.3 17.9, 14.80
1000Temperature/K图4
铁-铬-镍合金的电阻率与温度的关系Fig.4
Electrical resistivity of Iron/Chromium/Nickel alloy withtemperatureS(T)=π2d(T)
(2) 4第11期
杨 斌等：不锈钢纤维及其织物的电阻与温度关系研究
·1755·?R(T)?TT=T0=4l(T0)?ρ(T)πd2(T0)?T4ρ(T0)?l(T)πd2(T0)?TT=T0++T=T0的Ry1和Ry2在25℃时分别为21.7420 Ohm和40.3780 Ohm。而总的初始电阻为80.0890 Ohm， 因此织物的初始电阻为17.9690 Ohm。由实验可知，总的电阻随温度变化的灵敏度：升温时为–0.15609 Ohm/℃，降温时为–0.15343 Ohm/℃，而纱线的相对电阻随温度变化的灵敏度：升温时为0.057%/℃，降温时为0.052%/℃，因此根据公式（8），织物的相对电阻随温度变化的灵敏度：升温时为–0.9376%/℃，降温时为–0.9168%/℃。织物相对电阻随温度变化灵敏度大约为纱线相对电阻随温度变化灵敏度的17倍，这意味着纺织结构有助于提高温度传感的灵敏度和精度，本测量系统的分辨率为0.0001 Ohm，因此可计算出织物对温度传感的精度：升温为5.℃，降温为6.℃。T=T0-2?d(T)4ρ(T0)l(T0)3πd(T0)?T(5)根据图4，在T0为298 K (25阅读详情：)时, 电阻率为73×10-8 Ohm·m，电阻率变化灵敏度?ρ(T)?TT=T0为0.067×10-8 Ohm·m/阅读详情：，纱线长度l(T0)为100 m，直径d(T0)为0.3 mm，不锈钢对温度的线膨胀系数为：17.8×10-6/K，?d(T)为17.8×10m/K，T=T0?T?R(T)0.m/K，所以根据公式（5）得?T-6-3?l(T)因此?TT=T0为为T=T0测量值比计算值要大，第1个原因是由于不锈钢纱是由275根单丝组成，并不是一个整体；第2个原因是计算用的参数有可能与实际材料的参数不同。但是总的来说，计算结果与实验结果还是接近的。
织物电阻随温度的变化图5为纬平织物电阻随温度变化曲线。织物电阻随温度T增加而减小，与纱线的情况正好相反，这是由于其传感机理不同。在温度开始变化时即100阅读详情：织物电阻变化与后来的变化斜率不同，这是由于织物的使用需要一个训练的过程[2]，在一定的温度范围内，电阻与温度成线性关系，升温曲线和降温曲线并不重合，且降温曲线在升温曲线之下。这一方面是由于温度变化的滞后性，另一方面是由于其中还包含有纱线的电阻变化及手工织物结构间的不均匀。我们设计的针织结构不仅能达到大应变的要求，同时大大提高了温度测量的灵敏度。由于是在烘箱外测量，因此测量的电阻包含织物、烘箱内纱线及烘箱外纱线测量的电阻总和:R=Rf+Ry1+Ry2
（6）这里，Rf, Ry1和Ry2分别是织物电阻，烘箱内受温度变化和烘箱外不受温度变化的纱线电阻。因此织物随温度的相对电阻变化为：Resistance/Ohm8.94×10Ohm/K，而实验测得为（16.02~17.81）×10Ohm/K，-3Temperature/℃图5
纬平织物电阻随温度的变化Fig.5
The change of resistance with temperature for a plainweft-knit fabric3.3
温度引起电阻变化机理分析不锈钢纱线电阻随温度增加而增加，这与金属材料的电阻率随温度增加而增加相一致，而不锈钢纱线织物在温度变化时，其电阻将受到以下几个因素的影响：纱线电阻率的变化是由于热膨胀使织物中纱线尺寸发生变化，纱线间及线圈间接触状态的变化。根据接触电阻的接触理论，影响接触电阻的因素可以用下式[3,4]来表达：Rc=ρ2πH
(9) nP式中：ρ为材料的电阻率，n为接触点的数目，P为接触压力，H为接触材料的硬度。当温度升高时，纱线电阻率略有增加，但由于热膨胀，接触点的数目n和?Rf?R?Ry1
（7） =-?T?T?T接触压力都增加，材料的硬度H降低，相对来讲材料?Rf/Rf0?R/Rf0?Ry1/Rf0(8)
=-的电阻率ρ的影响较小，因此接触电阻Rc将随应变的?T?T?T这里，Rf0是织物在25℃时的电阻，每单位长度纱线电阻为0.3106 Ohm/cm，因此对长度为70 cm和130 cm增加而下降，由此可推断织物的传感机理主要是由于温度变化过程中纱线间接触电阻的变化所引起。·1756·
稀有金属材料与工程
论1) 纱线电阻随温度增加而线性增加，在一定的温度范围内不锈钢织物的电阻为温度的线性函数，织物的电阻随温度增加而下降，与纱线电阻变化情况相反。2) 织物电阻变化主要是由于温度变化过程中纱线间接触电阻的变化引起，而且纺织结构使织物温度传感的灵敏度大大提高。3) 不锈钢针织结构可用来作为温度传感器。参考文献
References[1] Yang Bin(杨 斌), Tao Xiaoming (陶肖明), Yu Jianyong(俞建勇). Rare Metal Materials and Engineering(稀有金属材料与工程)[J], ): 96[2] Yang Bin(杨 斌). The Study of the Design and Performance ofStrain/Temperature Sensor Based on Textile Structures(纺织结构的应变-温度传感器设计和性能研究)[D]. Shanghai: Donghua University, 2004[3] Holm R. Electric Contact Theory and Application[M].Berlin/Heidelberg/New York: Springer-Verlag, 1967[4] Liu Xianshu (刘先曙). The Study and Application on ElectricContact Material(电接触材料的研究和应用)[M]. Beijing: National Defence Industry Press, 1979: 1A Study on Relation between Resistance and Temperature of StainlessSteel Fiber and Its FabricYang Bin, Cai Jiayang, Zhu Xinwei(Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education,Zhejiang Science-Technology University, Hangzhou 310033, China)Abstract: In this paper, the relation between the resistance and the temperature of Stainless Steel (SS) and its fabric are studied. It is found that the resistance of Stainless Steel (SS) fiber has a positive linear relationship with temperature, and that of SS fabric has a negative linear relationship with temperature within a definite range. The textile structure is useful to increase the sensitivity and accuracy of the temperature sensing. The main mechanism of the fabric sensing has been deduced to be the change of the contact resistance between yarns during temperature changing.Key words: stainless steel (SS) measurement Biography: Yang Bin, Ph.D., Associate Professor, College of Materials and Textiles, Zhejiang Science-Technology University, Hangzhou310033, P. R. China, Tel: 43258, Fax: 43250, E-mail: .cn
范文八：电阻温度关系和氦制冷技术1、实验目的：1．了解金属和半导体PN结的伏安特性随温度的变化。2．学习几种低温温度计的比对和使用方法。3．学习氦制冷机的使用和低温控制的简单办法。二．实验原理：1．电阻温度关系．(1)金属导体电阻与温度关系。在纯金属中，导电的电子被晶格中的缺陷和晶格本身的热振动所散射，这种作用过程决定了电阻率ρ的大小。我们知道，电子的平均自由程部分地受与温度有关的品格热振动频率限制，因而是一个与温度有关的量。因此，在决定电阻率随温度的变化时，电子的平均自由程是一个主要考虑的因素。根据金属导电理论的马德森(Mat h i e s s en)定则，金属中总电阻率ρ可有下式表示：式中ρr是杂质和缺陷对自由电子散射所引起的电阻率，在高纯度、低缺陷密度的纯金属中，可近似认为它与温度无关，只与材质的纯度和缺陷密度有关，称为剩余电阻率；
ρi (T)是 晶格热振动对自由电子散射引起的电阻率，是一个与温度T有关的量。根据金属能带于理论计算表明，在高温区当T >Θ/2时可得显然ρi (T)与T成线性关系；但在低温区，当T式中A为常量，M是金属原子质量，Θ称为金属元素特征温度与德拜温度数值近似，可看作德拜温度Θ，如铜和铂的德拜温度分别为310K和225K。显然，纯金属的电阻率在高温区主要以晶格对自由电子散射的贡献为主，呈ρ≈ρi (T)∝ T关系；而在低温区晶格对电子散射的作用很弱，ρi (T)相对于：ρr认为可忽略，而主要由杂质作贡献，此时．ρ与温度T无关，呈ρ≈ρr关系。图一示出了铂金属电阻R与温度T的关系曲线。由图可见，在ΘD/3=75K处有良好的线性关系。因此，只要足够纯的金属就可利用其R∝T的关系实现测温目的。由此可见，作为电阻温度计的理想金属，除需要有高纯度(99．999％以上)、R—T关系线性好、有较低的德拜温度外，还要具有较好的稳定性和重复性，以及易加工等特性。金属元素铂较好地具备这些特性，因此铂电阻温度计是符合13.8～630.74K温度范围的国际实用基准温度计，其纯度要求高达99．999％，此时W(100℃)=R(100℃)/ R(0℃)≥1.392 5。对于合金，电阻主要是由杂质散射引起的。大多数情况下，电子平均自由程对温度的变化很不敏感，因而总电阻率ρ≈ρr，近似与温度无关，例如不锈钢、铜镍合金等。但有些纯金属中熔入少量过渡元素形成的稀释合金，如铑铁、金铁合金等，在很低的温度下会出现极小值，然后又出现随着温度的降低电阻反而上升的所谓近藤(Kondo)效应。利用这个性质可制成低温下某一温区的测温温度计。(2)碳电阻的温度特性。碳电阻是由微小石墨晶粒聚合成的，这些小晶粒具有高度各向向异性，因其多晶的性质、杂质的存在以及颗粒间的接触差异，对电阻都有较大的影响，因而理论上是很难找到碳电阻的阻值与温度关系的解析式子，实际应用上往往是通过实验测定或由经验公式所确定。大多数碳电阻像半导体那样具有负电阻温度系数，阻值随温度下降而上升。很多碳电阻样品很好地服从lgR~1/T的关系，因此碳电阻温度特性亦可作为某一温区的温度计，它特别适用于低温区，且具有较大的灵敏度，价格低廉。对环境磁场、辐射和压力等因素不敏感，不足的是其稳定性较差。但如果使用中注意保持干燥、避免过快过大的冷热循环，其性能一般可满足应用要求，图二是国外几种牌子的无线电碳电阻的R—T关系曲线，在低温区其灵敏度相当高，而在高温区灵敏度就很低。本实验使用一支国产普通无线电用的碳膜电阻样品。(3)半导体pn结正向电阻温度关系。店导体pn结的正向电阻随温度变化而变化，具有负电阻温度特性。当硅、锗或砷化镓二极管的正向电流恒定时，其正向电压随温度的降低而升高。图三示出了硅(S i)、砷化镓(GaA s)正向电流为10 u A时，正向压降与温度的关系。显然，在相当宽的温度范围内有较好的线性关系和较高的灵敏度。本实验测试的样品是一只国产普通1N4007型硅二极管。2．测量电路所有被测样品都需安装在氦制冷机的紫铜恒温块上(俗称冷头)。均温块上钻有若干个(Φ4mm的小孔，孔内安装了铑铁电阻温度计和待测样品(实验室已准备了1N400 7二极管、100Ω碳膜电阻和普通100Ω铂电阻)，并填满真空油脂增强导热性能。冷头上绕有一组25Ω的电阻加热丝作升温用，本功能由控温仪自动完成。测量电路要求使用四引线测量法。具体测量电路如图四所示。测量电流由恒流源提供，其大小可由标准电阻R0上电压U0的测量得出，即I0=U0/R0如果测量得到了待测样品上的电压Ux，则被测样品的电阻四此线法的基本原理是：恒流源通过两根电流引线将电流I提供给待测样品，而数字电压表则是通过两根龟压引线果测量电流I在样品上所形成的电势差Ux，由于两根电压引线与样品的接点处在两根电流引线的接点之间，因此排除了电流引线与样品之间的接触电阻对测量的影响；又由于数字电压表的输入阻抗很高，电压引线的引线电阻以及它们与样品之间的接触电阻对测量的影响可以忽略不计。因此，四引线测量法减小甚至排除了引线和接触电阻对测量的影响，是国际上通用的标准测量方法。
本实验中，RPt、Rc、二极管正向压降在同一个测量同路中完成，提供电流的是同一台恒流源。在测量中，通过微调可以在100.00Ω的标准电阻上得到100.00mV的电压。三．实验仪器和设备1．小型氦压缩机：本实验使用氦压缩机砖门用于为下一级设备膨胀机，提供高压纯净的氦气源，并使之循环使用。压缩机由压缩泵、冷却系统、电气控制系统等组成，其作用是将氦气从低压压缩到高压。水冷却系统与压缩泵做成一体，其目的在于一方面冷却压缩泵体，另一方面冷却压缩出来的高温氦气。进出水口安置在压缩机后面板下端，与冷却水系统连接。压缩机工作电源380VAV，起动电流10A，冷却水压≥0.1 Mpa，氦气静态平衡压力≥1.1Mpa。2．氦低温制冷机(SR202型索尔文制冷机)：上一级的氦压缩机通过金属软管将高压氦气泵入制冷机，高压氦气通焦一汤效应在绝热膨胀过程中自身温度降低，从而将冷量蓄存在紫铜恒温块上。利用过的低压氦气返回压缩机，重复利用。整个“压缩—膨胀”系统进入卜一个制冷循环。制冷最低温可到10K。3．真空泵本实验使用机械真空泵，抽气速率240升/分，极限真空度5×10-4托。用于将低温制冷机恒温块周围的空间抽成真空。4．温控仪本实验使用的温控仪用于铑铁输入，窗口显示示为开氏温标。它通过给制冷机冷头上的 25Ω加热线圈供电，产生少量的热量，用以平衡冷头上的冷量，从而通过控制电流来调控冷头的平衡温度。电源220VAV，控温精度±0.3K，仪器面板说明：PV窗口—显示当前测得的冷头上的温度(K)SV窗口—显示实验者设定的低温温度(K)—设定值上调键—设定值下调键—加热按键，控温时按下控温仪的其它参数已由实验室调好，不需要调整。5．恒流源：YP—200A型，具有很高的电流输出稳定度，广泛应用于超导测量、电阻温度计、电磁 铁、电镀槽电源等以电流为自变量的伏安特性曲线测试，三位半数字显示。输出电流0～20mA，输出电流稳定度优于0.5％：最大输出电压700V，使用方法如下：①将输出细调电位器按逆时针方向调至最小；②接好负载，插上电源播头，接通电源；③调节输出细调，表头显示为输出电流。为了准确显示恒流源的输出电流情况，建议同学在实验时，串接一个模拟电流表监视恒流源工作情况。注意：输出端有700V高压，请勿接触!6．直流数字电压表按四引线法测量电阻的原理要求，测量电压需高输入阻抗的电压表，本实验室配备的数字电压表为DT9230A型，输入阻抗1MΩ，4位半表头。四、实验内容1．测量电路的联接(按图四连接即可)。2．开机工作。按如下流程操作：①正确安装冷头上待测样品，冷头密封压环封装严密：②检查水冷却管路安装是否正确，开启水泵电机，观察出水口流速稳定；③打开He制冷机上的真空阀门(右手、左旋)，安装机械真空泵的橡胶插管：④检查真空泵的真空油窗口，真空油中间应处在窗口的1/2位置处为正常，开启真空泵，运转10分钟；⑤真空泵运转l0分钟后，关闭He制冷机上的真空阀门(右手、右旋)，关闭真空泵电源； ⑥检查He压缩机参数(高压>l.1tMpa，低压>1.1Mpa为正常)。若参数处在正常状态，开启压缩机，听到压缩机和制冷机运转的正常声音；⑦开启温控仪，观察到测温窗口(PV)，有止在被测量的冷头温度示数(最高示数为 299.6K)： ⑧压下温控仪上的温控接钮，调整按键，到设定温度值(如273.1K)。⑨安装外接电路，开始测量。3．测量电阻随温度变化的关系。其它实验步骤和实验参数同学自拟。五，思考题：①四引线法有什么好处?详细说明。②在实验如何选取对电阻的测量电流?怎样判断有无测量电流过大引起的样品自身发热对测量的影响。
范文九：微波pin二极管电阻与温度的关系时间： 10:19:29 来源：半导体技术 作者：顾晓春 吴思汉0 引言微波pin二极管是一种应用非常广泛的微波控制器件，可以用来制作微波开关、微波衰减器、微波限幅器、微波移相器等。在各类微波pin二极管电路应用中，二极管电阻的温度特性强烈地影响着微波电路的温度性能。pin二极管温度效应的研究包括对迁移率和载流子寿命的温度特性的理论分析和实验研究。文中针对几种不同结构和钝化材料的pin二极管，对其温度性能进行了研究，包括I区域载流子寿命与温度的关系、迁移率与温度的关系以及电阻与温度的关系，研究表明：pin二极管电阻的温度性能主要依赖于二极管结电容的大小。1 理论分析在微波工作状态下，pin二极管的电阻与正向电流以及半导体材料参数相关。可用简化表达式来表示式中：W为I区的厚度；IF为正向电流；μ为I区双极迁移率μ=μn+μp；τ为双极载流子寿命。式中，迁移率和载流子寿命与温度相关，即对电阻的温度性能有影响。1. 1 迁移率迁移率与温度的关系比较复杂，但在一定的温度范围内，半导体体内的杂质已全部电离，本征激发还不十分明显时，载流子浓度基本不随温度变化，影响迁移率的诸多因素中，晶格散射起主要作用，迁移率随温度升高而降低。一些学者的研究结果表明，在一50～+200℃(223~473 K)内，迁移率和温度的关系可表示为式中：n值为2~2．2；t0为常温，通常定为25℃(298 K)。1．2 少数载流子寿命少数载流子寿命不仅受到体内复合的影响，更为重要的是，很大程度上受表面状态的影响，τ是一个结构灵敏参数，是体内复合和表面复合的综合结果，可表示为式中：τv是体内复合寿命；τs是表面复合寿命。研究发现：载流子寿命随温度的增加而增加，可表示为式中m称之为载流子寿命因子。1．3 载流子寿命因子与电阻比较式(2)和式(4)，在一50~+200℃(223~473 K)内(微波pin二极管通常的工作温度范围)，令n=2，则得到微波pin二极管电阻的温度特性为由式(5)可以看出，电阻的温度特性取决于迁移率和少数载流子寿命温度特性的综合结果。
图1是以载流子寿命因子m为参数，由式(5)得到的归一化电阻与温度的关系曲线。图1表明，pin二极管的电阻可以随载流子寿命的增加而增加，也可以是减少或保持不变，当m=2时，pin二极管的电阻不随温度变化。影响载流子寿命因子m值的因素很多，包括：二极管几何结构(I区域的宽度、结直径、结形状等)、表面钝化材料的电学性质，以及本征层的载流子浓度等。这些因素中，由于pin二极管的工区域的载流子浓度一般不高于1014cm-3，当外延材料杂质浓度稳定且缺陷很少时，外延材料参数对载流子寿命因子的影响可以忽略。需要重点研究的是二极管几何结构、表面钝化材料对寿命因子m值的影响。2 实验和分析2．1 实验研究了以下几种不同结构和钝化材料的pin二极管电阻的温度性能。二极管A：台式结构，铅玻璃钝化，结电容小，I层厚度为21μm；二极管B：台式结构，Si3N4／Si02复合介质膜钝化，结电容最小，击穿电压低，I层厚度为5μm；二极管C：平面结构，Si3N4／Si02复合介质膜钝化，结电容大，I层厚度为13μm；
二极管D：台式结构，玻璃钝化，结电容最大，I层厚度为85μm。表l和表2是四种二极管的常温和高低温下电参数测试结果。1/2
1 2 下一页 尾页6顶一下2．2 数据分析根据式(5)和表1、2中的数据，计算各温度下的m值，得到上述四种pin二极管的平均结电容值(Ci)和m平均值(m)，如表3。并根据表3，得到寿命因子与二极管结电容的关系曲线和趋势线，见图2。分析上述数据，不同的二极管有着不同的载流子寿命因子m值，但m值与二极管的击穿电压、器件结构以及钝化材料没有太大的关系，击穿电压高二极管的寿命因子不一定大或小，而结电容相近的二极管，即便钝化方式不同，但却有着相近的m值。也就是说，结电容的大小对m值的影响最大。究其原因，结面积的大小直接影响着二极管载流子的表面复合，对二极管在不同温度下载流子寿命的大小起着决定性的作用，即在式(1)中，虽然没有结电容的因子，但式中载流子寿命τ与pin二极管的结面积密切相关，且随着pn结面积的减少而减小。由图2中的趋势线可以看出，载流子寿命因子m与结电容的关系近似为线性关系。当结电容达到0．9 pF时，载流子寿命因子m=1，由式(4)可知，此时二极管的电阻与温度的关系约为线性关系，即温度的上升，导致二极管电阻值的线性增加。m值小于2，根据式(5)得到：微波pin二极管的温度系数是正值，温度上升，导致了二极管电阻的增加。2．3 不同Cj下，电阻与温度的关系根据式(5)和图2趋势线得到的m值，得到二极管归一化电阻和温度的关系曲线，该曲线可以用来预计二极管在不同温度下的电阻。如图3。2．4 Rf与Rs上述测试数据中，采用的二极管的电阻值是正向微分电阻。二极管电阻的测试有两种方法，分别得到正向微分电阻Rf和微波串联电阻Rs。Rf的测量对检验二极管金属化工艺质量更直观，Rs对pin管应用电路设计更方便一些。正向微分电阻的测量是在直流偏置If=(O~100)mA下，叠加50 Hz／5 mA的交流信号，该信号提供一个较小的△I，从而获得一个△V，则Rf=△V/△I，这种办法模拟了微波使用状态；微波串联电阻Rs的测量是在直流偏置If=(10~100)mA下，通常是10、50、100 mA三种偏置状态，采用隔离度测量法或反射系数测量法来测量计算得到Rs。可以证明：当RjωCj《l时，二极管的电阻与频率基本无关，Rf≈Rs。微波电路中使用的二极管的结电容不大，通常小于1 pF，在If=(10~100)mA内，Ri通常小于10 Ω，完全能够满足RjωCj《1。因此，上述关于Rf的研究结果同样适用于微波串联电阻Rs、Rf和Rs均可以用来表征微波pin二极管在微波状态下的电阻性能，只是两者的测试方式不同。
以Model A为例，测量正向微分电阻Rf与微波串联电阻Rs，并进行了对比，见表4。测试使用WB-201型正向微分电阻测试仪和Agilent4287A RFLCR METER。由以下数据可以看出，当正向电流较大时，Rf≈Rs；正向电流较小时，由于正向微分电阻测试仪器内的交流小信号幅度不是很小，导致与Rs的测试误差较大。2．5 应用应用上述结果可以预计pin开关、电调衰减器等微波pin二极管电路的温度特性。以并联结构微波pin二极管开关为例，研究其隔离度与温度的变化。在负偏置情况下，pin二极管结电容基本不随温度变化，其对隔离度的影响可以忽略不计，隔离度随温度变化的主要因素是二极管的电阻。对于并联结构的pin二极管微波开关，其隔离度ISO可表示为式中：G是二极管的导纳，G=1／Z；Y0=1／Z0=0．02Ω。并假定二极管的正向工作电流IF下，Rt0=1．4Ω；双金丝并联引线电感(L1=L2=0．15 nH)，工作频率f=3 GHz，则X=ωL=1．413Ω，如不考虑互感，贝Zf0=0．7+j1．413(Ω)，Yf0=a+jb=(0．353 8一j 0．3571)Ω。根据表3，Cj=0．105 pF时，m=1．510；Cj=0．594 pF时，m=1．198。根据式(5)、(6)，编制了简单的计算软件，得到这两种不同结电容pin二极管开关隔离度的温度特性，见图4。3 结论研究结果表明，微波pin二极管的电阻的温度性能微观上受载流子寿命、电子迁移率、表面状态等诸多因素的影响，其综合结果表现为二极管电容值对二极管的电阻的影响最大，微波pin二极管的钝化方式和几何结构对其电阻的温度性能影响不大。结电容为0．1~1．0 pF的微波二极管即使钝化方式不同，其电阻都具有正的温度系数，温度的升高导致二极管电阻的增加，约为线性关系。结电容越小，则m值越接近于2，电阻随温度的变化越小；反之，变化越大。研究结果可以用来预计pin二极管开关的隔离度、衰减器衰减量的温度性能，通过温度补偿设计，制作出温度性能优良的pin二极管微波电路。
范文十：微波pin二极管电阻与温度的关系0 引言微波pin二极管是一种应用非常广泛的微波控制器件，可以用来制作微波开关、微波衰减器、微波限幅器、微波移相器等。在各类微波pin二极管电路应用中，二极管电阻的温度特性强烈地影响着微波电路的温度性能。pin二极管温度效应的研究包括对迁移率和载流子寿命的温度特性的理论分析和实验研究。文中针对几种不同结构和钝化材料的pin二极管，对其温度性能进行了研究，包括I区域载流子寿命与温度的关系、迁移率与温度的关系以及电阻与温度的关系，研究表明：pin二极管电阻的温度性能主要依赖于二极管结电容的大小。1 理论分析在微波工作状态下，pin二极管的电阻与正向电流以及半导体材料参数相关。可用简化表达式来表示式中：W为I区的厚度；IF为正向电流；μ为I区双极迁移率μ=μn+μp；τ为双极载流子寿命。式中，迁移率和载流子寿命与温度相关，即对电阻的温度性能有影响。1. 1 迁移率迁移率与温度的关系比较复杂，但在一定的温度范围内，半导体体内的杂质已全部电离，本征激发还不十分明显时，载流子浓度基本不随温度变化，影响迁移率的诸多因素中，晶格散射起主要作用，迁移率随温度升高而降低。一些学者的研究结果表明，在一50～+200℃(223~473 K)内，迁移率和温度的关系可表示为式中：n值为2~2．2；t0为常温，通常定为25℃(298 K)。1．2 少数载流子寿命少数载流子寿命不仅受到体内复合的影响，更为重要的是，很大程度上受表面状态的影响，τ是一个结构灵敏参数，是体内复合和表面复合的综合结果，可表示为式中：τv是体内复合寿命；τs是表面复合寿命。研究发现：载流子寿命随温度的增加而增加，可表示为式中m称之为载流子寿命因子。1．3 载流子寿命因子与电阻比较式(2)和式(4)，在一50~+200℃(223~473 K)内(微波pin二极管通常的工作温度范围)，令n=2，则得到微波pin二极管电阻的温度特性为由式(5)可以看出，电阻的温度特性取决于迁移率和少数载流子寿命温度特性的综合结果。
图1是以载流子寿命因子m为参数，由式(5)得到的归一化电阻与温度的关系曲线。图1表明，pin二极管的电阻可以随载流子寿命的增加而增加，也可以是减少或保持不变，当m=2时，pin二极管的电阻不随温度变化。影响载流子寿命因子m值的因素很多，包括：二极管几何结构(I区域的宽度、结直径、结形状等)、表面钝化材料的电学性质，以及本征层的载流子浓度等。这些因素中，由于pin二极管的工区域的载流子浓度一般不高于1014cm-3，当外延材料杂质浓度稳定且缺陷很少时，外延材料参数对载流子寿命因子的影响可以忽略。需要重点研究的是二极管几何结构、表面钝化材料对寿命因子m值的影响。2 实验和分析2．1 实验研究了以下几种不同结构和钝化材料的pin二极管电阻的温度性能。
二极管A：台式结构，铅玻璃钝化，结电容小，I层厚度为21μm；
二极管B：台式结构，Si3N4／Si02复合介质膜钝化，结电容最小，击穿电压低，I层厚度为5μm；
二极管C：平面结构，Si3N4／Si02复合介质膜钝化，结电容大，I层厚度为13μm；
二极管D：台式结构，玻璃钝化，结电容最大，I层厚度为85μm。表l和表2是四种二极管的常温和高低温下电参数测试结果。2．2 数据分析根据式(5)和表1、2中的数据，计算各温度下的m值，得到上述四种pin二极管的平均结电容值(Ci)和m平均值(m)，如表3。并根据表3，得到寿命因子与二极管结电容的关系曲线和趋势线，见图2。分析上述数据，不同的二极管有着不同的载流子寿命因子m值，但m值与二极管的击穿电压、器件结构以及钝化材料没有太大的关系，击穿电压高二极管的寿命因子不一定大或小，而结电容相近的二极管，即便钝化方式不同，但却有着相近的m值。也就是说，结电容的大小对m值的影响最大。究其原因，结面积的大小直接影响着二极管载流子的表面复合，对二极管在不同温度下载流子寿命的大小起着决定性的作用，即在式(1)中，虽然没有结电容的因子，但式中载流子寿命τ与pin二极管的结面积密切相关，且随着pn结面积的减少而减小。由图2中的趋势线可以看出，载流子寿命因子m与结电容的关系近似为线性关系。当结电容达到0．9 pF时，载流子寿命因子m=1，由式(4)可知，此时二极管的电阻与温度的关系约为线性关系，即温度的上升，导致二极管电阻值的线性增加。m值小于2，根据式(5)得到：微波pin二极管的温度系数是正值，温度上升，导致了二极管电阻的增加。2．3 不同Cj下，电阻与温度的关系根据式(5)和图2趋势线得到的m值，得到二极管归一化电阻和温度的关系曲线，该曲线可以用来预计二极管在不同温度下的电阻。如图3。2．4 Rf与Rs上述测试数据中，采用的二极管的电阻值是正向微分电阻。二极管电阻的测试有两种方法，分别得到正向微分电阻Rf和微波串联电阻Rs。Rf的测量对检验二极管金属化工艺质量更直观，Rs对pin管应用电路设计更方便一些。正向微分电阻的测量是在直流偏置If=(O~100)mA下，叠加50 Hz／5 mA的交流信号，该信号提供一个较小的△I，从而获得一个△V，则Rf=△V/△I，这种办法模拟了微波使用状态；微波串联电阻Rs的测量是在直流偏置If=(10~100)mA下，通常是10、50、100 mA三种偏置状态，采用隔离度测量法或反射系数测量法来测量计算得到Rs。可以证明：当RjωCj《l时，二极管的电阻与频率基本无关，Rf≈Rs。微波电路中使用的二极管的结电容不大，通常小于1 pF，在If=(10~100)mA内，Ri通常小于10Ω，完全能够满足RjωCj《1。因此，上述关于Rf的研究结果同样适用于微波串联电阻Rs、Rf和Rs均可以用来表征微波pin二极管在微波状态下的电阻性能，只是两者的测试方式不同。以Model A为例，测量正向微分电阻Rf与微波串联电阻Rs，并进行了对比，见表4。测试使用WB-201型正向微分电阻测试仪和Agilent4287A RFLCR METER。由以下数据可以看出，当正向电流较大时，Rf≈Rs；正向电流较小时，由于正向微分电阻测试仪器内的交流小信号幅度不是很小，导致与Rs的测试误差较大。2．5 应用应用上述结果可以预计pin开关、电调衰减器等微波pin二极管电路的温度特性。
以并联结构微波pin二极管开关为例，研究其隔离度与温度的变化。在负偏置情况下，pin二极管结电容基本不随温度变化，其对隔离度的影响可以忽略不计，隔离度随温度变化的主要因素是二极管的电阻。对于并联结构的pin二极管微波开关，其隔离度ISO可表示为式中：G是二极管的导纳，G=1／Z；Y0=1／Z0=0．02Ω。并假定二极管的正向工作电流IF下，Rt0=1．4Ω；双金丝并联引线电感(L1=L2=0．15 nH)，工作频率f=3 GHz，则X=ωL=1．413Ω，如不考虑互感，贝Zf0=0．7+j1．413(Ω)，Yf0=a+jb=(0．353 8一j 0．357 1)Ω。根据表3，Cj=0．105 pF时，m=1．510；Cj=0．594 pF时，m=1．198。根据式(5)、(6)，编制了简单的计算软件，得到这两种不同结电容pin二极管开关隔离度的温度特性，见图4。3 结论研究结果表明，微波pin二极管的电阻的温度性能微观上受载流子寿命、电子迁移率、表面状态等诸多因素的影响，其综合结果表现为二极管电容值对二极管的电阻的影响最大，微波pin二极管的钝化方式和几何结构对其电阻的温度性能影响不大。结电容为0．1~1．0 pF的微波二极管即使钝化方式不同，其电阻都具有正的温度系数，温度的升高导致二极管电阻的增加，约为线性关系。结电容越小，则m值越接近于2，电阻随温度的变化越小；反之，变化越大。研究结果可以用来预计pin二极管开关的隔离度、衰减器衰减量的温度性能，通过温度补偿设计，制作出温度性能优良的pin二极管微波电路。}