Co to jest termistor i pozystor i gdzie są używane

Termistor jest elementem półprzewodnikowym o rezystancji elektrycznej zależnej od temperatury. Wynaleziony w 1930 roku przez naukowca Samuela Reubena, składnik ten jest nadal szeroko stosowany w technice.

Termistory są wykonane z różnych materiałów, współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) który jest dość wysoki — znacznie lepszy od stopów metali i czystych metali, czyli ze specjalnych, specyficznych półprzewodników.

Bezpośrednio główny element oporowy uzyskuje się przez metalurgię proszków, przetwarzając chalkogenki, halogenki i tlenki niektórych metali, nadając im różne kształty, na przykład w postaci krążków lub prętów o różnych rozmiarach, dużych podkładek, średnich rurek, cienkich płytek, małe kulki, o rozmiarach od kilku mikronów do kilkudziesięciu milimetrów...

Ze względu na korelację między rezystancją elementu a jego temperaturą dzielą termistory na dwie duże grupy - pozystory i termistory.Pozystory mają dodatni TCS (z tego powodu pozystory są również nazywane termistorami PTC), a termistory mają ujemny TCS (stąd nazywane są termistorami NTC).

Termistor — zależny od temperatury rezystor wykonany z materiału półprzewodnikowego o ujemnym współczynniku temperaturowym i wysokiej czułości, pozystor — zależny od temperatury rezystor o dodatnim współczynniku. Zatem wraz ze wzrostem temperatury ciała pozystora jego rezystancja maleje, a wraz ze wzrostem temperatury termistora jego rezystancja odpowiednio maleje.

Obecnie materiałami na termistory są: mieszaniny polikrystalicznych tlenków metali przejściowych, takich jak kobalt, mangan, miedź i nikiel, związki typu IIIIBV, a także domieszkowane, szkliste półprzewodniki, takie jak krzem i german oraz niektóre inne substancje. Godne uwagi są pozystory stałego roztworu tytanianu baru.

Termistory można podzielić na:

• Klasa niskotemperaturowa (temperatura pracy poniżej 170 K);

• Średnia klasa temperaturowa (temperatura pracy od 170 K do 510 K);

• Klasa wysokiej temperatury (temperatura pracy 570 K i więcej);

• Oddzielna klasa wysokotemperaturowa (temperatura pracy od 900 K do 1300 K).

Wszystkie te elementy, zarówno termistory, jak i pozystory, mogą pracować w różnych klimatycznych warunkach zewnętrznych oraz przy znacznych obciążeniach fizycznych zewnętrznych i prądowych. Jednak w przypadku ciężkich cykli termicznych ich początkowe właściwości termoelektryczne, takie jak nominalna odporność na temperaturę pokojową i współczynnik temperaturowy rezystancji, zmieniają się w czasie.

Istnieją również elementy łączone, na przykład pośrednio podgrzewane termistory... Obudowy takich urządzeń zawierają sam termistor i izolowany galwanicznie element grzejny, który ustawia początkową temperaturę termistora i odpowiednio jego początkową rezystancję elektryczną.

Urządzenia te są używane jako zmienne rezystory sterowane napięciem przyłożonym do elementu grzejnego termistora.

W zależności od tego, jak wybrany jest punkt pracy charakterystyki I — V danego elementu, określa się również tryb pracy termistora w obwodzie, a sama charakterystyka I — V jest związana z charakterystyką konstrukcyjną i temperaturą zastosowaną do obudowa komponentu.

Do sterowania wahaniami temperatury i kompensacji dynamicznie zmieniających się parametrów, takich jak przepływający prąd i przyłożone napięcie w obwodach elektrycznych, które zmieniają się pod wpływem zmiany warunków temperaturowych, stosuje się termistory z punktem zadziałania ustawionym na liniowym odcinku obwodu I — V charakterystyczny .

Ale punkt pracy jest tradycyjnie ustawiany na opadającym odcinku charakterystyki I — V (termistory NTC), jeśli termistor jest używany na przykład jako rozrusznik, przekaźnik czasowy, w systemie śledzenia i pomiaru natężenia promieniowania mikrofalowego, w systemach sygnalizacji pożaru, kontrola termiczna, w instalacjach do sterowania przepływem substancji sypkich i cieczy.

Najpopularniejsze obecnie termistory i pozystory średniotemperaturowe z TCS od -2,4 do -8,4% przy 1 K... Działają w szerokim zakresie rezystancji od omów do megaomów.

Istnieją pozystory o stosunkowo niskim TCR od 0,5% do 0,7% przy 1 K wykonane na bazie krzemu. Ich rezystancja zmienia się prawie liniowo.Takie pozystory są szeroko stosowane w układach stabilizacji temperatury oraz w układach aktywnego chłodzenia półprzewodnikowych przełączników mocy w różnych nowoczesnych urządzeniach elektronicznych, zwłaszcza w urządzeniach dużej mocy. Elementy te łatwo pasują do schematów i nie zajmują dużo miejsca na płytce.

Typowy pozystor ma postać krążka ceramicznego, czasem kilka elementów montowanych jest szeregowo w jednej obudowie, ale częściej w jednym wariancie w ochronnej powłoce emalii. Pozystory są często stosowane jako bezpieczniki do ochrony obwodów elektrycznych przed przepięciami i prądami, a także czujniki temperatury i elementy samostabilizujące, ze względu na ich bezpretensjonalność i stabilność fizyczną.

Termistory są szeroko stosowane w wielu dziedzinach elektroniki, szczególnie tam, gdzie ważna jest precyzyjna kontrola procesu temperaturowego. Dotyczy to sprzętu do transmisji danych, technologii komputerowej, wysokowydajnych procesorów i precyzyjnego sprzętu przemysłowego.

Jednym z najprostszych i najpopularniejszych przykładów zastosowań termistora jest skuteczne ograniczenie prądu rozruchowego. W tej chwili napięcie jest dostarczane do zasilacza z sieci, wyjątkowo ostre ładunek kondensatora w obwodzie pierwotnym płynie znaczna pojemność i duży prąd ładowania, który może spalić mostek diodowy.

Ten prąd jest tutaj i jest ograniczony przez termistor, czyli ten element obwodu zmienia swoją rezystancję w zależności od przepływającego przez niego prądu, bo zgodnie z prawem Ohma nagrzewa się. Termistor odzyskuje swoją pierwotną rezystancję po kilku minutach, gdy tylko ostygnie do temperatury pokojowej.