Врсте термистора, карактеристични детаљи и принцип рада

Назив термистора осмишљен је као кратки облик за „термички осетљив отпорник“. Потпуни облик термистора пружа општу и детаљну идеју деловања која је карактеристика термистора.

Написао: С. Пракасх

Различити типови уређаја у којима се користи термистор укључују широк спектар уређаја као што су температурни сензори и електронски кругови где пружају температурну компензацију.

Иако употреба термистора није тако честа као транзистори, отпорници и кондензатори уобичајеног облика, електронско поље користи термисторе у великој мери.

Симбол термисторског круга

Симбол који термистор користи за препознавање је сопствени симбол кола.

Симбол кола термистора састоји се од основе која се састоји од стандардног отпорничког правоугаоника заједно са дијагоналном линијом која пролази кроз базу и састоји се од вертикалног пресека мале величине.

Дијаграми кола широко користе симбол круга термистора.

Врсте термистора

Термистор се може поделити на различите врсте и категорије на основу различитих начина.

Ови начини на које ће се категорисати прво се заснивају на начину на који термистор реагује на излагање топлоти.

Отпор неких кондензатора расте са порастом температуре, док се код осталих врста термистора примећује супротно што резултира смањењем отпора.

Ова идеја се може проширити кривом термистора која се може приказати једначином једноставног облика:

Веза између отпора и температуре

ΔР = к к & ΔТ

Горња једначина чини:

ΔР = Примећена промена отпора

ΔТ = Примећена промена температуре

к = температурни коефицијент отпора првог реда

У већини случајева постоји нелинеарна веза између отпора и температуре. Али са разним малим променама отпора и температуре долази и до промене односа која се примећује и тај однос постаје линеарне природе.

Вредност „к“ може бити позитивна или негативна, у зависности од типа термистора.

НТЦ термистор (термистор са негативним температурним коефицијентом): Особина НТЦ термистора омогућава му смањење отпора с порастом температуре и самим тим је фактор „к“ за НТЦ термистор негативан.

ПТЦ термистор (термистор с позитивним температурним коефицијентом): Својство НТЦ термистора омогућава му повећање отпора с порастом температуре и самим тим је фактор „к“ за НТЦ термистор позитиван.

Други начин на који се термистор може разликовати и категорисати, осим његове карактеристике промене отпора, зависи од врсте материјала који се користи за термистор. Материјал који се користи је две главне врсте:

Монокристални полупроводници

Једињења металне природе, попут оксида

Термистор: развој и историја

Феномен варијација уочених у отпорнику услед промена температуре приказан је почетком деветнаестог века.

Постоји много начина на које се термистор и даље користио до данас. Али већина овог термисторса пати због недостатка што су у стању да покажу врло мале разлике у отпору у складу са великим распоном температуре.

Употреба полупроводника се генерално подразумева у термисторима који омогућавају термисторима да покажу веће разлике у отпору у складу са великим температурним опсегом.

Материјали који се користе за производњу термистора су две врсте, укључујући метална једињења која су прва откривена за термистор.

1833. године, док је мерио варијације отпора у односу на температуру сребрног сулфида, Фарадаи је открио негативни коефицијент температуре. Али доступност металних оксида у великим комерцијалним размерама догодила се тек 1940-их.

Испитивање силицијумског термистора и кристалног германијумског термистора спроведено је после Другог светског рата док су вршена проучавања полупроводничких материјала.

Иако су полупроводник и метални оксиди два типа термистора, температурни опсези који су њима обухваћени су различити и стога не морају да се надмећу.

Састав и структура термистора

На основу апликација у којима треба да се користи термистор, заједно са опсегом температурног опсега у којем ће термистор управљати, одлучују се величине, облици и врста материјала који се користи за производњу термистора.

У случају да термистор треба да има равну површину у сталном контакту, облик термистора је у овим случајевима равних дискова.

У случају да постоје температурне сонде за које је потребно направити термистор, тада је облик термистора у облику шипки или зрна. Дакле, захтеви који се придржавају примена за које ће се користити термистор усмеравају стварни физички облик термистора.

Распон температуре за који се користи термистор типа метални оксид је 200-700 К.

Компонента која се користи за производњу ових термистора налази се у верзији финог праха који се синтерова и компримује на врло високој температури.

Материјали који се најчешће користе за ове термисторе укључују никлов оксид, железов оксид, манганов оксид, бакарни оксид и кобалтов оксид.

Температуре за које се користе полупроводнички термистори су врло ниске. Силиконски термистори се користе ређе од термисторима германијума који се шире користе за температуре које су у опсегу испод опсега од 100º апсолутне нуле, тј. 100К.

Температура за коју се може користити силицијумски термистор је максимално 250К. Ако се температура повећа више од 250К, тада силицијум-термистор доживљава подешавање позитивних температурних коефицијената. Појединачни кристал се користи за производњу термистора у коме је ниво на којем се врши допинг кристала 10 ^ 16 - 10 ^ 17 / цм3.

Примене Термистора

Термистор се може користити за много различитих врста примена, а постоји и мноштво других примена у којима се налазе.

Најатрактивнија карактеристика термистора због које су популарни за употребу у струјним круговима је та што су елементи који их пружају у круговима врло исплативи, јер имају ефикасне перформансе, а опет су доступни по повољној цени.

Чињеница да ли ће температурни коефицијент бити негативан или позитиван одређује примене у којима се термистор може користити.

У случају да је коефицијент температуре негативан, термистор се може користити за следеће примене:

Термометри врло ниске температуре: термистори се користе за мерење температуре врло ниских нивоа у термометрима врло ниске температуре.

Дигитални термостати: Дигитални термостати модерног доба користе термисторе широко и често.

Монитори акумулаторских батерија: Температура батеријских комплета током целог периода пуњења надгледа се помоћу НТЦ термистора.

Неке батерије које се користе у савременој индустрији осетљиве су на прекомерно пуњење, укључујући широко коришћене Ли-ион батерије. У таквим батеријама њихово стање пуњења ефективно показује температура, што омогућава одређивање времена када циклус пуњења треба завршити.

Уређаји за заштиту од налета: кругови напајања користе НТЦ термистори у облику уређаја који ограничавају налетну струју.

НТЦ термистори док делују као уређаји за заштиту од налета спречавају проток великих количина струје на месту укључивања и пружајући почетни ниво високог отпора.

После тога, термистор се загрева и тиме почетни ниво отпора који му пружа знатно опада, чиме се омогућава проток великих количина струје током нормалног рада кола.

Термистори који се користе у сврху ове примене дизајнирани су у складу са тим и самим тим је њихова величина већа у поређењу са термисторима мерног типа.

У случају да је коефицијент температуре позитиван, термистор се може користити за следеће примене:

Уређаји за ограничавање струје: Електронски склопови користе ПТЦ термисторе у облику уређаја за ограничавање струје.

ПТЦ термистори делују као алтернативни уређај за најчешће коришћене осигураче. Не постоје непримерени или нежељени ефекти изазвани топлотом која се ствара у малим количинама када уређај доживљава проток струје током нормалних услова.

Али у случају да је проток струје кроз уређај врло велик, то може резултирати повећањем отпора, јер се топлота можда неће расипати у околини, јер уређај то можда неће моћи.

То резултира стварањем више топлоте, што ствара феномен позитивног повратног ефекта. Уређај је заштићен таквом топлотом и флуктуацијом струје, јер се примећује пад струје када долази до повећања отпора.

Примене у којима се могу користити термистори су широког спектра. Термистори се могу користити за поуздано, јефтино (економично) и једноставно откривање температура.

Различити уређаји у којима се могу користити термистори укључују термостате и противпожарне аларме. Термистори се могу користити и сами, заједно са другим уређајима. У потоњем случају, термистор се може користити за пружање тачности високих степени чинећи га делом Витхстоне Бридге-а.

Такође, термистори се користе у облику уређаја за компензацију температуре.

У великом проценту отпорника долази до повећања отпора који се примећује уз одговарајући пораст температуре због њиховог позитивног коефицијента температуре.

У случају да апликације захтевају високу стабилност, користи се термистор који поседује негативни температурни коефицијент. То се постиже када коло укључује термистор како би се супротставио ефектима компоненте произведеним због њиховог позитивног коефицијента температуре.