温度系数测量详解.ppt

Ch3电子材料与元件温度系数的测量 主要内容 温度特性的概念 实验温度的获得和测量准确度的分析 电阻温度系数的测量 电容温度系数的测量 一、温度特性的概念 物理参数 温度 材料结构和工艺 电子材料以及由电子材料制成的元器件其物理参数随温度变化的现象称为温度特性。 随温度变化规律的多样 由于温度特性变化规律的多样性，因此 不能用简单的数学表达式将其表征，通常采用测量方法确定。 电子材料温度特性的表征可采用下面三种形式： (1)电阻或电容(或介电系数)的温度系数。 参数：αR，αc，αs (2)极限温度下电阻值或电容量(或介电系数)变化百分率。 (3)阻值或容量温度循环漂移。 一、温度特性的概念 1.电阻温度系数： 在某一规定的环境温度范围内，温度每改变一度电阻值的相对变化率。用每度百万分之几或1e-6/°C或ppm /°C表示。 R1，R2分别是t1，t2时的电阻， t1通常是标准条件下的温度(20 ±5°C) 实际温度系数的大小和符号是随温度改变而变化的，因此电阻器或材料电阻温度系数是在使用范围内，任意温度间的温度系数平均值。 　 一、温度特性的概念 αR =TKR=(1/R)(dR/dt) TKR平均=(1/R1) (R2-R1)/ (t2-t1) ×1e6(ppm /°C) 一、温度特性的概念 对于温度特性是线性或近似线性，可通过下列温度下达到热稳定后测量确定温度系数。 最高环境温度 20±5°C 最低环境温度 20±5°C 最后测的温度系数αR =⊿R/(R⊿t)×1e6（1e-6/°C）。 式中R是(a)和(c)温度下的阻值， ⊿R是(b)和(a)或(d)和(c)温度下的阻值之差。 ⊿t是(b)和(a)或(d)和(c)的实测温度之差。 (a) (b) (c) (d) 一、温度特性的概念 对于温度特性是非线性，根据电阻器允许的环境温度范围，依次在下列温度下使样品达到热稳定后测量其阻值。 表3-1所列各温度点 20±5°C 表3-1所列各温度点 20±5°C (a) (b) (c) (d) 相邻两点间的电阻温度系数为： αR =⊿R/(R⊿t)×1e6（1e-6/°C） 式中⊿R/R 是相邻两点间的阻值相对变化值， ⊿t是相邻两点的实测温度差。 一、温度特性的概念 对于温度特性是非线性，且近似抛物线时，依次在下列温度下使样品达到热稳定后测量其阻值。 20±0.1°C R20 40±0.1°C R40 10±0.1°C R10 (a) (b) (c) 一、温度特性的概念 电阻器的一次温度系数α20和二次温度系数β20分别按下式进行计算。 α20=(δ40-4δ10)/60 ×1e6 β20 =(δ40-2δ10)/600 ×1e6 式中：δ40=(R40-R20)/R20 为温度由20°变为40°时的阻值相对变化； δ10=(R10-R20)/R20为温度由20°变为10°时的阻值相对变化。 一、温度特性的概念 2.电容温度系数： 在极限温度范围内，温度每改变一度，容量的相对变化率。 ac=TKC=dC/(Cdt) 或介电系数温度系数： aε=TKε=dε/(εdt) 同样由于温度系数变化的非线性，故采用容量的平均温度系数 ac=(C2-C1)/C1(t2-t1) ×1e6（ 1e-6/°C ） C1为室温t1下测得的容量； C2为极限温度下测得的容量。 一、温度特性的概念 3.极限温度下阻值或容量变化百分率是对变化为非线性产品，确定其在极限温度下的阻值或容量相对于20 ± 2°C时，阻值或容量的相对变化率： 阻值变化率 ⊿ R%=(R1-R0)/R0 × 100% 容量变化率 ⊿ C%=(C1-C0)/C0 × 100% 式中：R1、C1为在极限温度下测得的阻值和容量； R0、C0为在20 ± 2°C下测得的阻值和容量 一、温度特性的概念 4.阻值或容量温度循环漂移： 是确定电阻和电容器经受正、负温度循环期间或温度循环之后，阻值或容量相对于室温的最大相对不可逆变化。有时称为阻值和容量稳定性系数。 测量条件如下： 最低环境温度±3°C 20±2°C 最高环境温度±2°C 20±2°C (a) (b) (c) (d) 20±2°C (e) 阻值和容量温度漂移为： 一、温度特性的概念 （a）阻值负温度循环漂移 容值负温度循环漂移 （b）阻值正温度循环漂移 容值正温度循环漂移 （c）阻值正、负温度循环漂移 容值正、负温度循环漂移 Ra、Ca、Rc、Cc、Re、Ce分别为在a、c