Какво е термистор и позистор и къде се използват

Термисторът е полупроводников компонент с зависимо от температурата електрическо съпротивление. Изобретен през 1930 г. от учения Самюъл Рубен, и до днес този компонент се използва широко в технологиите.

Термисторите са изработени от различни материали, температурен коефициент на съпротивление (TCR) което е доста високо — значително превъзхожда металните сплави и чистите метали, тоест от специални, специфични полупроводници.

Директно основният резистивен елемент се получава чрез прахова металургия, обработка на халкогениди, халогениди и оксиди на някои метали, като им се придават различни форми, например под формата на дискове или пръти с различни размери, големи шайби, средни тръби, тънки плочи, малки мъниста, с размери от няколко микрона до десетки милиметри …

По естеството на корелацията между съпротивлението на елемента и неговата температура, те разделят термисторите на две големи групи — на позистори и термистори. Позистори имат положителен TCS (поради тази причина позисторите се наричат ​​още PTC термистори) и термистори — отрицателни (затова те се наричат ​​NTC термистори).

Термистор — зависим от температурата резистор, изработен от полупроводников материал с отрицателен температурен коефициент и висока чувствителност, позистор — температурно зависим резистор с положителен коефициент. Така, с повишаване на температурата на тялото на позистора, неговото съпротивление, а с повишаване на температурата на термистора — неговото съпротивление съответно намалява.

Материалите за термистори днес са: смеси от поликристални оксиди на преходни метали като кобалт, манган, мед и никел, съединения от тип IIIIBV, както и легирани, стъклени полупроводници като силиций и германий и някои други вещества. Забележителни са позисторите с твърд разтвор на основата на бариев титанат.

Термисторите могат да бъдат класифицирани като:

• Нискотемпературен клас (работна температура под 170 K);

• Среден температурен клас (работна температура от 170 K до 510 K);

• Клас на висока температура (работна температура от 570 K и повече);

• Отделен клас високотемпературни (работна температура от 900 K до 1300 K).

Всички тези елементи, както термистори, така и позистори, могат да работят при различни климатични външни условия и при значителни физически външни и текущи натоварвания. Въпреки това, при тежки термоциклични режими техните първоначални термоелектрични характеристики, като номиналното съпротивление при стайна температура и температурния коефициент на съпротивление, се променят с течение на времето.

Има и комбинирани компоненти, например косвено нагрявани термистори… Корпусите на такива устройства съдържат самия термистор и галванично изолиран нагревателен елемент, който задава началната температура на термистора и съответно първоначалното му електрическо съпротивление.

Тези устройства се използват като променливи резистори, контролирани от напрежението, приложено към нагревателния елемент на термистора.

В зависимост от това как е избрана работната точка на I — V характеристиката на даден компонент, се определя и режимът на работа на термистора във веригата.А самата I — V характеристика е свързана с конструктивните характеристики и с температурата, приложена към корпуса на компонента.

За да се контролират температурните колебания и да се компенсират динамично променящите се параметри, като течащия ток и приложеното напрежение в електрическите вериги, които се променят след промяна в температурните условия, се използват термистори с работна точка, зададена върху линейния участък на I — V характеристиката.

Но работната точка се задава традиционно върху падащия участък на I — V характеристиката (NTC термистори), ако термисторът се използва например като стартер, реле за време, в система за проследяване и измерване на интензивността на микровълнова радиация, в пожароизвестителни системи, термичен контрол, в инсталации за контрол на потока на насипни вещества и течности.

Най -популярните днес среднотемпературни термистори и позистори с TCS от -2,4 до -8,4% на 1 K… Те работят в широк диапазон от съпротивления от ома до мегома.

Има позистори със сравнително нисък TCR от 0,5% до 0,7% на 1 K, направени на базата на силиций. Съпротивлението им се променя почти линейно. Такива позистори се използват широко в системи за стабилизиране на температурата и в системи за активно охлаждане на силови полупроводникови ключове в различни съвременни електронни устройства, особено в мощни. Тези компоненти се вписват лесно в схеми и не заемат много място на платката.

Типичен позистор е под формата на керамичен диск, понякога няколко елемента са инсталирани последователно в един случай, но по -често в един вариант в защитно емайлово покритие. Позисторите често се използват като предпазители за защита на електрическите вериги от пренапрежение и ток, както и температурни сензори и автостабилизиращи елементи, поради тяхната непретенциозност и физическа стабилност.

Термисторите се използват широко в много области на електрониката, особено там, където е важен прецизният контрол на температурния процес. Това важи за оборудване за предаване на данни, компютърни технологии, високопроизводителни процесори и високо прецизно промишлено оборудване.

Един от най -простите и популярни примери за термисторни приложения е ефективно ограничаване на пусковия ток. В момента напрежението се подава към захранването от мрежата, изключително остро заряд на кондензатора значителен капацитет и голям ток на зареждане тече в първи контур, който може да изгори диодния мост.

Този ток е тук и е ограничен от термистора, тоест този компонент на веригата променя съпротивлението си в зависимост от тока, преминаващ през него, тъй като в съответствие със закона на Ом той се нагрява. След това термисторът възстановява първоначалното си съпротивление, след няколко минути, веднага щом се охлади до стайна температура.