Почему сопротивление резистора уменьшается с ростом температуры?
ОТВЕТ
Сопротивление резисторов действительно может изменяться с повышением температуры - но оно не обязательно должно уменьшаться (оно может и увеличиваться). Способ изменения сопротивления зависит от типа резистора, и разные типы резисторов имеют разные физические механизмы, отвечающие за такие изменения.
Сопротивление "обычных/стандартных" резисторов увеличивается незначительно, (с хорошим приближением) линейно, с повышением температуры. Это объясняется тем, что возрастающие с увеличением температуры колебания кристаллической решетки металла (из которого изготовлен резистор) все больше мешают движению свободных электронов.
Напротив, существует группа "нестандартных" резисторов, называемых термисторами, сопротивление которых в гораздо большей степени зависит от температуры. Термисторы могут быть металлическими или полупроводниковыми. Чаще всего они изготавливаются из оксидов металлов, таких как никель, кобальт, марганец, литий, медь, алюминий. Термисторы делятся на три группы, обозначаемые NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент), свойства которых по-разному зависят от температуры.
NTC-термисторы в основном являются полупроводниками; их сопротивление уменьшается (в соответствии с поставленным вопросом) с увеличением температуры. Это происходит потому, что повышение температуры увеличивает количество носителей заряда (которые могут быть как электронами, так и дырками), перемещая их в так называемую полосу проводимости - это облегчает прохождение тока, что отражается в снижении сопротивления.
В отличие от них, сопротивление термисторов типа PTC, изготовленных из керамических материалов, резко возрастает при превышении определенной критической температуры (так называемой точки Кюри). Это связано со значительным снижением диэлектрической проницаемости выше этой температуры. Другие типы PTC-термисторов включают силисторы (в которых температурная зависимость сопротивления линейна) и полимерные термисторы (изготовленные из проводящих зерен, погруженных в пластик; при повышении температуры пластик расширяется так, что проводящие зерна перестают контактировать, что приводит к увеличению сопротивления).
Температурная зависимость сопротивления термистора описывается так называемым уравнением Стейнхарта-Харта.
Комментарии
Отправить комментарий