Nhiệt kế bề mặt:
5.3.4Điện trở Silic
Đây là một điện trở bán dẫn, nĩ khác với những nhiệt điện trở nĩi trên ở những điểm sau:
- Hệ số nhiệt độ của điện trở suất cĩ giá trị dương, cỡ 0,7% / oC ở 25oC. Sự thay đổi nhiệt độ của nĩ tương đối nhỏ nên cĩ thể tuyến tính hố đặc tuyến của cảm biến trong vùng nhiệt độ làm việc (hình 5.2) bằng cách mắc thêm một điện trở phụ (song song hoặc nối tiếp tùy thuộc vào mạch đo ).
- Khoảng nhiệt độ sử dụng bị hạn chế trong khoang’ từ -50 oC đến 120 oC. Các điện trở silic được chế tạo bằng cơng nghệ khuyếch tán tạïp chất vào đơn tinh thể silic. Sự thay đổi nhiệt của điện trở suất của silic phụ thuộc vào nồng độ pha tạp và vào nhiệt độ.
Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 120 oC (khoang( nhiệt độ làm việc của điện trở silic), điện trở suất tăng khi nhiệt độ tăng do độ linh động của hạt tải giảm mà nồng độ
của chúng trên thực tế khơng thay đổi. Nồng độ khơng đổi được tạo ra do pha tạp, nĩ lớn hơn rất nhiều so với nồng độ gây nên bởi sự ion hố (hình thành cặp điện tử-lỗ trống). Hệ số nhiệt độ của điện trở càng nhỏ khi pha tạp càng mạnh.
20001500 1500 1000 500 300 -55 -25 0 25 50 75 100 R (Ω) đầu đo tuyến tính hố với R = 2,6 kΩ tuyến tính hố với R = 2,5 kΩ Nhiệt độ (°C)
Hình 5.2 Sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở Silic.
Trong trường hợp nhiệt độ lớn hơn 120 oC, điện trở suất giảm khi nhiệt độ
tăng. Quá trình ion hố do nhiệt (chuyển mức của điện tử từ vùng hố trị lên vùng dẫn) chiếm ưu thế làm cho nồng độ hạt tải tăng lên lớn hơn là nồng độ pha tạp. Hệ số nhiệt của điện trở suất trong vùng này khơng phụ thuộc vào pha tạp: đây là trường hợp bán dẫn riêng.