半导体的应用

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料.半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料.

发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性.当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升.当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态.外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿.因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高.如图甲所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线.

PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛.

家用固体电热灭蚊器也使用了PTC陶瓷电热元件，该元件电阻与温度的关系如图所示.

请根据上述材料，回答下列问题：

电子秤

电子秤所使用的测力装置是力传感器。常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F ， 则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大。

应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感。给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U₁ ， 下应变片两引线间电压为U₂ ， 传感器把这两个电压的差值U（U＝U₁－U₂）输出，用来反映力F的大小。​

金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示。为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿。串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。