比较敏感Z元器件特点与使用的拓展

Z-元器件具备进一步的开发潜力，扩大其特点和运用可产生一些新式电子元器件。文中在温、光、磁敏Z-元器件的根基上，根据对Z-元器件工作中原理的深入分析，开发设计出一些新式的半导体材料光敏电阻器，如掺金γ-硅温度传感器、力敏Z-元器件及其新式V/F转化器。文中重点讲解了这种新式光敏电阻器的控制电路构造与原理。这种新式光敏电阻器都具备生产工艺流程简易、体型小、低成本等特性。

关键字：温度传感器，掺金γ-硅温度传感器，Z-元器件，力敏Z-元器件，V/F转化器

一、序言

Z-半导体材料光敏电阻器﹙通称Z-元器件﹚特性独特，运用电源电路简易并且标准，应用组态软件灵便，运用开发潜力大。它包含Z-元器件以内仅用2个﹙或3个﹚电子器件，就可组成电源电路非常简单的三端感应器，完成各种主要用途。尤其是这其中的三端数字传感器，已造成很多客户的关心。

Z-元器件目前温、光、磁，及其已经研发中的力敏四个种类，都能以不一样的电源电路组态软件，各自輸出电源开关、仿真模拟或单脉冲頻率数据信号，相对应组成不一样品类的三端感应器。在其中，仅以温敏Z-元器件为例子，就可以搭配出12种电源电路构造，輸出12种波型，完成6种基本上运用[3]。再充分考虑其他光、磁或力敏Z-元器件好多个种类，其能够研发的拓展室内空间将十分丰厚。为了更好地扩宽Z-元器件的主要用途，很有从深层上和多层面上进一步科学研究的使用价值。

文中在上述情况温、光、磁敏Z-元器件的根基上，融合生产工艺流程和应用程序开发实践活动，在半导体材料工作中原理上和电源电路运用组态软件上开展了进一步的拓展科学研究，产生了一些新式的光敏电阻器。做为当中的一部分案例，文中主要详细介绍了掺金g-硅新式温度传感器、力敏Z-元器件及其新式V/F转化器，供用户分析科学研究与应用程序开发参照。这种新式光敏电阻器都具备体型小、生产工艺流程简易、低成本、方便使用等特性。

二、掺金g-硅新式温度传感器

1．简述

用g-硅单晶生产制造半导体元器件是不常见的，尤其是用本来生产制造Z-元器件那样的高阻g-硅单晶来生产制造Z-元器件之外的半导体元器件，现阶段还没看到报道。Z-元器件的独特特性，主要是由掺金高阻g-硅区﹙也就是n-i区﹚的特点所确定的，对掺金高阻g-硅的功能开展深入细致地科学研究期待造成半导体元器件工作人员的十分重视。

本一部分从对掺金g-硅的特点深入分析下手，开发设计出一种新式的热敏元件，即掺金g-硅温度传感器。详细介绍了该新式温度传感器的原理、技术性性能和使用特性。

2．掺金g-硅温度传感器的运行原理

“掺金g-硅温度传感器”通称掺金硅温度传感器，它是在深入分析Z-元器件外部经济工作中原理的根基上，按新的构造和新的生产工艺流程设计方案制作的，在温度测量与操纵行业带来了一种新式的温敏元器件。

为了更好地了解并合理应用这类新式温敏元器件，务必最先认识它的运行原理。Z-元器件是其N区被重夹杂赔偿的改性材料PN结，即在高阻光伏材料上建立的PN结，又历经重金属超标赔偿，因此它有着独特的半导体材料构造和特别的光电流特点。图1为Z-元器件的正方向光电流特点曲线图，图2为Z-元器件的半导体材料结构示意图。

由图1得知，Z-元器件具备一条“L”型光电流特点[1]，该特点可分为三个工作区域：M1高阻区，M2负阻区，M3低阻区。在其中，高阻的M1区对溫度具备较高的敏感度，当然变成 研发掺金g-硅温度传感器的关键核心点。
从图2得知，Z-元器件的构造先后是：金属电极层—P 欧姆接触区—P型蔓延区—P-N结结面—低夹杂高赔偿N区，即n-.i区—n 欧姆接触区—金层电级层。由此可见Z-元器件是一种改性材料PN结，它具备由p -p-n-.i-n 组成的四层构造，在其中关键部件是N型高阻硅区n-.i，特称之为掺金g-硅区。掺金g-硅区的创建为掺金g-硅温度传感器确立了物理学基本。

Z-元器件在正偏下的导电性原理是根据一种“管路穿透”和“管路雪崩击穿”的实体模型[2]。Z-元器件是一种PN结，对图2所显示的Z-元器件构造可按P-N结經典基础理论具体分析，因此在p-n-.i两区中也应存有一个建造静电场区。该静电场区因在P区非常薄，建造静电场区关键表现在n-.i区，且基本上拥有了所有n-.i型区，那样宽的静电场区其磁场强度是比较弱的，促使Z-元器件展现了高阻特点。假如给Z-元器件增加正方向偏压，这时候因正方向偏压的电场方向同Z-元器件內部建造电场方向是相对的，不大的顺向偏压便相抵了建造静电场。这时候按經典的PN结基础理论剖析，本应进到正指导通情况，但因为Z-元器件也是一种改性材料的PN结，其n-.i型区是经重金属超标夹杂的高赔偿区，因为自由电子被重金属超标圈套所拘束，其阻值在兆欧数量级，其正方向电流量不大，主要表现在“L”曲线图是线形电阻器区即“M1”区。这时候，假如存有温度梯度，因为热激起的功能使重金属超标圈套中释放出来的自由电子持续提升，并参加导电性，必定具备较高的溫度敏感度。在M1区尚末产生导电性管路，假如释放的顺向偏压过大，将造成“管路穿透”，乃至“管路雪崩击穿”，将毁坏了掺金g-硅新式温度传感器的传热系数特点，这也是该温度传感器的特殊性难题。

在这里一理论模型的辅导下，不会太难想起，假如将Z-元器件的n-.i区独立生产制造出去，肯定是一个高灵敏的温度传感器（因为半导体材料共生矿着光效用，自然也是一个光比较敏感电阻器），从而可结构出掺金g-硅新式温度传感器的主要构造，如图所示3所显示。因为掺金g-硅新式温度传感器不会有PN结，在其中n-.i层便是掺金g-硅，它并并不是Z-元器件的n-.i区。检测结果显示，该构造的电特点便是一个温度传感器。该温度传感器具备NTC特点，它与现行标准NTC温度传感器对比，具备较高的溫度敏感度。

3．掺金g-硅温度传感器的生产工艺流程

掺金g-硅温度传感器的制造生产流程如图4加工工艺框架图所显示。能够看得出，该生产工艺流程全过程与Z-元器件生产工艺流程的最大的差别，便是不做P区蔓延，因此 它并不是改性材料PN结，又与现行标准NTC温度传感器的生产工艺流程根本不一样，这类掺金g-硅新式温度传感器应用的材料和独特加工工艺影响了它的功能与现行标准NTC热敏感电阻器对比有着非常大差别，其特性都各有优点和缺点。

4．掺金g-硅温度传感器与NTC温度传感器的特性比照

从以上结构模型和技术流程剖析得知，掺金g-硅层是由金扩入而产生的高赔偿的N型半导体，不会有PN结的结区。它的导电性原理便是在外面静电场功效下未被重金属超标赔偿的剩下的施主电子器件参加导电性及其在外界热功效下使金圈套中的电子器件又被激话而参加导电性，而出现的阻值特点。因为原料是高阻g-硅，本来施主浓度值就很低，又被圈套捕捉一些，剩下电子器件也就非常少非常少。参加导电性的电子器件主要是圈套中被热激话的电子器件占肯定市场份额。换句话说，掺金g-硅温度传感器在一定的环境温度下的阻值，是取决于于生产流程金投扩的浓度值。研发实践活动中也说明了这一基础理论剖析。不一样的金扩浓度值能够获得好几千欧母到几兆欧母的阻值。金蔓延变成 产品品质与特性调节的关键工艺流程。

大家觉得，因为掺金g-硅温度传感器的导电性原理与目前的NTC温度传感器的导电性原理彻底不一样，因此 特点区别非常大，也具有分别不一样的优点和缺点。掺金g-硅温度传感器的特点是：生产工艺流程简易，低成本，便于批量生产，电阻值范畴宽（从好几千欧母到几兆欧母），敏感度高，尤其是低过室内温度的超低温区间比NTC温度传感器要高近一个数量级。其缺陷是：一批商品中阻值的一致性较弱、线性比不上NTC，应用工作电压有阀值限定，超出阀值的时候会发生负阻。

掺金g-硅新式温度传感器与NTC温度传感器的电阻器溫度敏感度特点对例如图5所显示。

在不一样环境温度下，溫度敏感度的平均误差对例如表1所显示。
掺金g-硅温度传感器是一种新式温敏元器件。文中虽作了较完整的运行原理剖析，但如今加工工艺并未彻底完善，愿与客户协作，一同讨论，根据技术改善与提升，使这一新式元器件早日完善，走向市场，为客户服务。

表1 不一样环境温度下溫度敏感度平均误差比照(kΩ/°C)

°C
0#
1#
2#
3#
4#
5#
6#
注

6.3
12.4
29.8
28.9
32.1
25.7
35.0
36.1


10.7
9.5
21.0
20.5
22.8
17.8
24.9
25.6


14.9
7.9
16.2
15.9
17.3
13.6
19.2
19.6


21.3
5.1
9.3
9.1
9.9
7.9
11.0
11.2


26.9
4.2
7.7
7.8
7.0
8.2
7.1
8.0


31.0
3.4
4.2
4.4
4.7
3.7
5.2
5.2


36.2
2.7
3.2
3.2
23.4
2.7
3.8
3.8


42.1
2.0
2.2
2.2
2.3
1.8
2.6
2.5


49.5
1.0
1.0
1.0
1.1
0.8
1.3
1.3


57.0
0.9
0.8
0.8
0.9
0.7
1.0
1.0


67.0
0.7
0.6
0.6
0.6
0.5
0.7
0.7


74.5
0.7
0.5
0.5
0.5
0.43
0.6
0.6


86.0
0.3
0.2
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3

注：表1中0#样品为NTC温度传感器，1#-6#样品为掺金g-硅温度传感器。

三、力敏Z-元器件

1．简述 “力”主要参数的检验与调节在社会经济中具有主要影响力。力敏元器件以及相对应的测力传感器可立即测力计，根据力也可间接性检验很多其他物理学主要参数，如净重，工作压力、标准气压、气体压力、总流量、偏移、速率、瞬时速度、角速度、角速度、角加速度、扭距、震动等，在机械设备制造、智能机器人、工业控制系统、农业气候、医疗服务、水文地质、机电一体化商品及其其他社会经济武器装备行业中，具备普遍的主要用途。

在力主要参数的检验与操纵行业中，现行标准的各种各样力敏元器件或测力传感器，包含应变片、蔓延硅电阻应变片、蔓延硅测力传感器等，严苛说，应称之为仿真模拟测力传感器。它只有輸出脉冲信号，輸出幅度值小，敏感度低是它的匮乏。这三种力敏元器件或测力传感器，为了更好地与数据电子计算机相一致，客户迫不得已采用额外的智能化方式 （即多方面扩大和A/D变换）才可以与数据电子计算机相互连接，应用极为不方便，也增多了操作系统的成本费。
Z-元器件能以非常简易的控制电路构造立即导出模拟信号，特别适合研发新式数字传感器[1]，在其中也包含力数字传感器。这类力数字传感器輸出的模拟信号（包含电源开关数据信号和单脉冲頻率数据信号），不需A/D变换，就可与电脑立即通信，为感应器进一步智能化系统和数字化带来了便捷。

我们在深入分析Z-元器件工作中原理的根基上，基本研制力敏Z-元器件，但现在尚不成熟，热烈欢迎使用与联合开发这一新元器件，完成力检验与操纵方面的技术革新。

2．力敏Z-元器件的光电流特点

如前所述，力敏Z-元器件也是一种其N区被重夹杂赔偿的改性材料PN结。力敏Z-元器件的半导体材料构造如图所示6(a)所显示。按本产品标准电路符号如图所示6(b)所显示，图上“ ”号表明PN结P区，即在正偏应用时插线正级。图6(c)为正方向“L”型光电流特点，与其他Z-元器件一样该特点也分为三个工作区域：M1高阻区，M2负阻区，M3低阻区。叙述这一特点有四个状态参数：Vth为阈值电压，Ith为阈值电流，Vf为通断工作电压， If为通断电流量。

M1区动态性电阻器非常大，M3区动态性电阻器不大（近于零），从M1区到M3区的变换時间很短（微秒级）， Z-元器件具备2个好的工作情况：“高阻态”和“低阻态”，工作中的最初的状态可按须要设置。若静态工作点设置在M1区，Z-元器件处在比较稳定的高阻情况，做为电子开关在线路中等同于“阻隔”。若静态工作点设置在M3区，Z-元器件将处在比较稳定的低阻情况，做为电子开关在线路中等同于“通断”。在正方向光电流特点上P点是一个非常需要了解的点，特称之为阈值点，其座标为：P(Vth，Ith)。P点对外界力功效十分比较敏感，其敏感度要比光电流特点上其他诸点要高很多。运用这一特性，可根据力功效，促使运行状态的一次性变换或循环往复地变换，就可各自輸出电源开关数据信号或单脉冲頻率数据信号。

3．力敏Z-元器件的控制电路构造

力敏Z-元器件的使用电源电路十分简易，运用其“L”型光电流特点，在力荷载的效果下，非常容易得到开关量輸出或单脉冲頻率輸出。力敏Z-元器件的基本上运用电源电路如图所示7所显示。在其中，图7(a)为开关量輸出，图7( b)为单脉冲頻率輸出。其輸出波型分別如图所示8和图9所显示。

在图7所显示的使用线路中，电源电路的基本特征是：力敏Z-元器件与取样电阻相串连，负载电阻RL用以受限工作中电流量，并取下輸出数据信号。Z-元器件应用程序开发的主要原理就取决于根据半导体材料构造內部导电性管路的力调变效用，使工作中电流量产生变化，进而更改Z-元器件与负载电阻RL中间的损耗分派，得到不一样波型的输入输出数据信号。

（1）力敏Z-元器件的开关量輸出

在图7(a)所显示的线路中，根据E和RL设置工作中点Q，如图所示6﹙c﹚所显示。若工作中点选取在M1区的时候，力敏Z-元器件处在小电流量的高阻运行状态，输出电压为低电频。因为力敏Z-元器件的阈值电压Vth对力荷载F具备很高的敏感度，当力荷载F提升时，阀值点P往左边变化，使Vth减少，当力荷载F提升到某一阀值Fth时，力敏Z-元器件上的工作电压VZ正好达到情况变换标准[1]，即VZ=Vth，力敏Z-元器件将从M1区振荡到M3区，处在大工作电流的低阻运行状态，输出电压为上拉电阻。在RL上可获得从低电频到上拉电阻的上振荡开关量輸出，如图所示8(a)所显示。假如在图7(a)所显示电源电路中，把力敏Z-元器件与负载电阻RL交换部位，则可获得由上拉电阻到低电频的下振荡开关量輸出，如图所示8(b)所显示。不论是上振荡或下振荡开关量輸出，VO的跳起升值均可做到电源电压E的40~50%。

开关量输入输出的力敏Z-元器件可作为力敏电源开关、力报警系统或力控制板。

（2）力敏Z-元器件的单脉冲頻率輸出

因为力敏Z-元器件的光电流特点随外界鼓励更改而更改，只需达到情况变换标准，就可完成力敏Z-元器件运行状态的变换。假如达到情况变换标准，完成Z-元器件运行状态的一次性变换，负载电阻RL上可輸出电源开关数据信号；同样，假如达到情况变换标准，想方设法完成力敏Z-元器件运行状态的规律性变换，则负载电阻RL上就可輸出单脉冲頻率数据信号。

单脉冲頻率輸出电源电路如图所示7(b)所显示。在图7(b)电源电路中，力敏 Z-元器件与电力电容器C串联。因为力敏Z-元器件具备负阻效用，且有两个运行状态，当串联以电容器后，根据RC蓄电池充电功效，组成RC震荡控制回路，因而在輸出端可获得与力荷载成占比变动的单脉冲頻率数据信号輸出。其輸出波型如图所示9(a)所显示。輸出頻率的尺寸与E、RL、C选值相关，也与力敏Z-元器件的阈值电压Vth值相关。当E、RL、C主要参数明确后，輸出頻率仅与Vth相关，而Vth对力功效很比较敏感，可获得较高的力敏感度。基本检测结果显示：电力电容器C挑选范畴在0.01~1.0mF，负载电阻在5~20kW，比较适合。
同样，若把力敏Z-元器件（连着輔助电力电容器C）与负载电阻RL交换部位，其輸出頻率仍与力荷载成占比，波型虽为锯齿状波，但与图9﹙a﹚彻底不一样，如图所示9(b)所显示。

4．力敏Z-元器件的机械结构设计与反作用力方法

力敏Z-元器件集成ic容积不大，增加外力作用荷载时，务必根据某类弹性体材料做为借助。当力荷载效果于弹性体材料时，使集成ic內部形成热应力，此热应力可更改力敏Z-元器件的运行状态（从低阻态到高阻态，或是从高阻态到低阻态），进而使輸出端造成开关量輸出或单脉冲頻率輸出。做为弹性体材料能够选用条型或圆形脉冲阻尼器，材料还可以是磷铜带、碳素钢或其他延展性原材料。不管使用哪一种弹性体材料，力敏Z-元器件的承受力方法现阶段理论上可归纳为二种主要构造：即悬壁式构造和简支式构造，其平面图如图所示10所示。为有利于科学研究力敏Z-元器件承受力后的应力应变曲线特点，构造变大提示如图所示11所显示。

如前所述，Z-元器件在另加电磁场功效下，在N区可造成“导电性管路”，该导电性管路在外界鼓励功效下，可造成“管路调变效用[2]，由图11得知，对力敏Z-元器件而言，其P区非常薄，N区相对性偏厚，电焊焊接层的薄厚可忽略，因此，在力荷载功效下的管路调变效用终将产生在N区。当力荷载做为一种外界鼓励功效于弹性体材料时，使弹性体材料造成一定的挠度值，在半导体材料晶格常数內部形成热应力，导电性管路遭受力调变功效，使N区电阻器产生变化，更改了力敏Z-元器件的光电流特点，使阀值点P造成偏位，阈值电压Vth将产生变化。

试验说明，因为封裝构造和承受力方法的不一样，可造成如图所示12和图13所显示二种形式的应力应变曲线。若静态工作点Q设定在M3区，增加的力荷载使N区造成“压”地应力，N区晶格常数被缩小，导电性管路变“细”，正偏应用时阻值将提升，因光电流性能的变化使阀值点P偏移，Vth提升。当力荷载F提升到某一特殊阀值Fth时，阀值点P向偏移至涸叵叩挠也啵?γ鬦-元器件将从低阻M3区振荡到高阻M1区，如图所示12所显示。

同样，若静态工作点Q设定在M1区，增加的力荷载使N区造成“拉”地应力，N区晶格常数被拉申，导电性管路变“粗”，正偏应用时阻值将减少，因光电流性能的变动使阀值点P偏移，Vth减少。当力荷载F提升到某一特殊阀值Fth时，阀值点P偏移至负荷网上，力敏Z-元器件将从高阻M1区振荡到低阻M3区，如图所示13所显示。

以上剖析得知，力敏Z-元器件在不一样封裝构造和不一样承受力方法下，可造成运行状态的变换，可按设计方案必须輸出不一样的振荡数据信号，可作为力敏电源开关、力报警系统或力控制板。在具体运用中，可根据电源电压E或负载电阻RL来设置力荷载的阀值Fth ，但因为振荡阀值与力敏Z-元器件的生产制造加工工艺、芯片尺寸、封裝构造、弹性体材料材料与薄厚、承受力点的部位等众多要素相关，很多难题有待进一步科学研究与讨论。

力敏Z-元器件具备M二区的负阻特点，并具备2个好的工作情况是单脉冲頻率輸出的基本。依靠輔助电力电容器C，按图7(b)所显示电源电路，根据RC的放电功效，可完成力敏Z-元器件运行状态的循环往复的变换，选用图12﹙a﹚、﹙b﹚或图13﹙a﹚、﹙b﹚的构造和承受力方法，都可以輸出单脉冲頻率数据信号，輸出次数与力荷载成占比，其輸出波型如图所示9(a) 或图9(b)所显示，剖析从略。

做为设计方案案例，力敏Z-元器件样品1#与样品2#，经载入与卸载掉试验，其单脉冲頻率輸出的测验效果以下，供剖析科学研究参照： 力敏Z-元器件状态参数: Vth=10V, Ith=1mA, Vf=4.5V (检测标准: T=25℃, RL=5kW)

芯片尺寸：2′5′0.3mm，选用简支式构造，两只点间距为10mm；正中间承受力，应力应变曲线方法为N区受力地应力；条形P铜弹性体材料，薄厚为0.2mm；实验工作温度为25.4℃。数据测试如表2所显示。

表2 輸出次数与力荷载关联数据测试

编号
力荷载F(g)
载入輸出頻率(kHz)
卸载掉輸出頻率(kHz)



样品1#
样品2#
样品1#
样品2#

1
0
1.476
1.480
1.475
1.474

2
50
1.482
1.486
1.484
1.480

3
100
1.491
1.489
1.491
1.483

4
150
1.493
1.494
1.490
1.487

5
200
1.505
1.502
1.503
1.490

6
250
1.511
1.509
1.511
1.492

7
300
1.515
1.516
1.511
1.502

8
350
1.520
1.516
1.518
1.510

9
400
1.527
1.527
1.526
1.526

10
450
1.529
1.533
1.529
1.535

11
500
1.538
1.538
1.544
1.538

12
550
1.540
1.547
4.543
1.541

13
600
1.544
1546
1.544
1.546

按表2，样品2#﹙载入﹚所测试数据，经计算机绘图可获得回归线如图所示14所示。因为封裝构造并未定形数据测试有一定偏差，但基本试验说明，在这类反作用力方法下，輸出頻率f与力荷载正相关，在一定反作用力范畴内类似呈线性相关，且回差较小。随力荷载测量范围增加，离散系统度要提升。重归解决后，力的均匀頻率敏感度SF为：

Hz/g

约每10g 更改1Hz。力敏感度和回差是力敏Z-元器件的主要性能指标。必须强调的是：敏感度和回差与力敏Z-元器件的状态参数、样子与规格、弹性体材料材料与薄厚、封裝构造及其承受力方法等众多要素相关。很多情况也需进一步科学研究与讨论。需按用户需求开展构造定形与规范化生产制造。

四、新式V/F转化器

1．简述

现阶段已经研发或线上应用的各种各样传统式感应器，因只有輸出仿真模拟工作电压或仿真模拟电流量数据信号，应称之为仿真模拟感应器。仿真模拟感应器是仿真模拟仪表盘或仿真模拟信讯时期的物质，关键缺陷是輸出幅度值小，敏感度低，不可以与数据电子计算机立即通信。人们进到数据信息时代后，以电子信息技术支撑点的数据电子计算机已十分普及化，当代数据电子计算机规定解决模拟信号，而仿真模拟感应器因受原材料、元器件的限定，仍只有輸出低幅度值的脉冲信号，不可以与电脑立即通信，已成为了牵制信息技术产业快速发展的发展瓶颈。为了更好地使仿真模拟感应器能与电子计算机完成通信，现阶段是采用把輸出数据信号实现变大再多方面A/D变换，即把现行标准的仿真模拟感应器多方面智能化的办法来与数据电子计算机相一致。尽管在数据采集与处理中电源电路繁杂，硬件配置成本上升，但因为现阶段能立即导出模拟信号的数字传感器不可多得，这类仿真模拟感应器智能化的办法仍激发着很大的功效。

本一部分运用Z-元器件组成一种新式的V/F转化器，它可以把仿真模拟温度传感器輸出的电流数据信号变为能被数据电子计算机鉴别的工作频率数据信号，给予了一种仿真模拟感应器智能化的新方式 。该办法与选用A/D转化器计划方案对比，具备线路简易、低成本、体型小、輸出幅度值大、敏感度高、輸出线性好、能与电脑立即通信等一系列优势，可作为仿真模拟感应器与电子计算机中间的关键插口，在电子信息产业中有着普遍的应用前景。

2．电源电路构成与原理

Z-元器件是一种新式的半导体材料电子开关，当其两直流电压做到一定阀值(即阈值电压Vth)时，可从高阻情况振荡到低阻情况；而当其两直流电压低于一定阀值(即通断工作电压Vf)时，又可从低阻情况振荡到高阻情况。运用这一特点可便于地开发设计V/F转化器。

由Z-元器件产生的V/F转化器如图所示15(a)所显示，图15(b)为在其中Z-元器件的电路符号。在图15(a)所显示电源电路中以工作电压E为键入，因为RL、C和Z-元器件相互间的充、充放电功效，使电源电路自始至终处在谐振电路情况，其振动頻率f与输进工作电压E正相关，波型为锯齿状波，其輸出幅度值能够非常大，由选中的Z-元器件主要参数而定。完成了脉冲信号(工作电压E)到模拟信号(頻率f)的变换，可用作数据体系的开启。因为輸出幅度值大，它不需变大就可建立与电子计算机的立即通信。

3．V/F转化器的传递特点

当标准溫度TS=20℃时，键入工作电压E与輸出頻率f中间的传递特点如图16所显示。由图16得知该传送特点具备优良的线性相关，在其中Emin~Emax(相对应于MN区段)是工作标准电压的终极范畴，AB区间为稳定的工作中测量范围范畴，它决策于仿真模拟控制器的输入输出和V/F变换电源电路的主要参数设计方案。

因为Z-元器件是半导体材料电子开关，组成V/F转化器时，对气温也有着一定的敏感度，即溫度飘移。该溫度飘移具备正温度系数，一般低于10Hz∕°C，当温度变动很大时，将造成检验偏差。

假如该偏差在容许标准内，并不做温度补偿。假如规定检验精密度较高，特别是在高精密计量检定应用时，应考虑到温度补偿技术性。

由温漂造成的相对偏差与輸出頻率范畴(即测量范围)相关。若輸出頻率较高，相对偏差较小，若輸出頻率较低，则相对偏差很大。假如假设工作温度有±10℃的转变，造成輸出頻率改变的绝对误差为Df=100Hz，按全测量范围輸出頻率的平均数为f=2000Hz设计方案，这时候由温漂造成的相对偏差d=±0.5%/℃，可达到一般计量检定精密度规定。为进一步提高计量检定精密度，务必采用温度补偿技术性[4]。

论文参考文献：

[1]. 傅云鹏等，Z-半导体材料光敏电阻器基本原理与运用-(1)Z-元器件以及应用程序开发具体描述，感应器全球，2001．2

[2]. 直径恩等，Z-半导体材料光敏电阻器基本原理与运用-(2)Z-元器件的研发实践活动与工作中原理的定性研究，感应器全球，2001．4

[3]. 万达王健林等，Z-半导体材料光敏电阻器基本原理与运用-(3)温敏Z-元器件以及运用，感应器全球，2001．6

[4]. 傅云鹏等，Z-半导体材料光敏电阻器基本原理与运用-(5)Z-元器件的温度补偿技术性，感应器全球，2001．10

The Review of Z-element - (6)
Extension of Z-element’s CharacterisTIcs and ApplicaTIons

Abstract：The Z-elements possess potenTIal ability for further development . By researching the characterisTIcs deeply, some new application can be developed. In this paper , some new type sensitive semiconductor are introduced such as impure gold g-Si thermistor, force-Z-sensor and V/F converter, which are developed by researching the work mechanism of Z-element deeply on the basis of Z-thermistor, photo-Z-element and magnito-Z-element. These elements possess many advantages such as simpler manufacturing technique, smaller volume and lower cost. In this paper, the characteristics, typical circuits and work principles of these new products are thoroughly introduced too.

Keywords：Thermistor, Impure gold g-Si thermistor, Z-element, Force-Z-sensor, V/F converter..

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