Ce este un termistor și un pozistor și unde sunt ele utilizate

Un termistor este o componentă semiconductoare cu o rezistență electrică dependentă de temperatură. Inventată în 1930 de omul de știință Samuel Reuben, această componentă este încă utilizată pe scară largă în tehnologie.

Termistorii sunt fabricați din diferite materiale, coeficient de rezistență la temperatură (TCR) care este destul de mare — semnificativ superior aliajelor metalice și metalelor pure, adică din semiconductori speciali, specifici.

Direct, elementul rezistiv principal este obținut prin metalurgia pulberilor, prelucrarea calcogenurilor, halogenurilor și oxizilor unor metale, dându-le forme diferite, de exemplu, sub formă de discuri sau tije de diferite dimensiuni, rondele mari, tuburi medii, plăci subțiri, margele mici, cu dimensiuni de la cativa microni la zeci de milimetri...

Prin natura corelației dintre rezistența elementului și temperatura acestuia, ei împart termistorii în două grupuri mari - pozistori și termistori.Pozistorii au un TCS pozitiv (din acest motiv, pozistorii sunt numiți și termistori PTC) iar termistorii au un TCS negativ (de aceea se numesc termistori NTC).

Termistor — rezistor dependent de temperatură din material semiconductor cu un coeficient de temperatură negativ și sensibilitate ridicată, pozistor — rezistor dependent de temperatură cu un coeficient pozitiv. Astfel, pe măsură ce temperatura corpului pozistorului crește, rezistența acestuia scade, iar pe măsură ce temperatura termistorului crește, rezistența acestuia scade în mod corespunzător.

Materialele pentru termistoare astăzi sunt: ​​amestecuri de oxizi policristalini ai metalelor tranziționale, cum ar fi cobalt, mangan, cupru și nichel, compuși de tip IIIIBV, precum și semiconductori sticloși dopați, cum ar fi siliciul și germaniul și alte substanțe. Remarcabile sunt pozitorii de soluție solidă de titanat de bariu.

Termistorii pot fi clasificați astfel:

• Clasa de temperatura joasa (temperatura de functionare sub 170 K);

• Clasa de temperatura medie (temperatura de functionare de la 170 K la 510 K);

• Clasa de temperatură înaltă (temperatura de funcționare de 570 K și peste);

• O clasă separată de temperatură înaltă (temperatura de funcționare de la 900 K la 1300 K).

Toate aceste elemente, atât termistorii cât și pozistorii, pot funcționa în diferite condiții climatice externe și sub sarcini fizice externe și curente semnificative. Cu toate acestea, în condiții de termociclare severă, caracteristicile lor termoelectrice inițiale, cum ar fi rezistența nominală la temperatura camerei și coeficientul de rezistență la temperatură, se modifică în timp.

Există și componente combinate, de exemplu, termistori încălziți indirect... Carcasele unor astfel de dispozitive conțin termistorul în sine și un element de încălzire izolat galvanic care stabilește temperatura inițială a termistorului și, în consecință, rezistența electrică inițială a acestuia.

Aceste dispozitive sunt folosite ca rezistențe variabile controlate de tensiunea aplicată elementului de încălzire al termistorului.

În funcție de modul în care este ales punctul de funcționare al caracteristicii I — V a unei anumite componente, se determină și modul de funcționare al termistorului din circuit, iar caracteristica I — V în sine este legată de caracteristicile de proiectare și de temperatura aplicată la carcasa componentei.

Pentru a controla fluctuațiile de temperatură și pentru a compensa parametrii care se schimbă dinamic, cum ar fi curentul care curge și tensiunea aplicată în circuitele electrice, care se modifică după o schimbare a condițiilor de temperatură, termistorii sunt utilizați cu un punct de funcționare setat pe secțiunea liniară a I — V. caracteristic .

Dar punctul de funcționare este stabilit în mod tradițional pe secțiunea de cădere a caracteristicii I — V (termistori NTC) dacă termistorul este utilizat, de exemplu, ca demaror, releu de timp, într-un sistem de urmărire și măsurare a intensității radiației cu microunde, în sistemele de alarmă de incendiu, control termic, in instalatii pentru controlul fluxului de substante si lichide in vrac.

Cei mai populari termistori și pozistori de temperatură medie de astăzi cu TCS de la -2,4 la -8,4% la 1 K... Aceștia funcționează pe o gamă largă de rezistențe de la ohmi la megaohmi.

Există pozistori cu un TCR relativ scăzut de 0,5% până la 0,7% la 1 K fabricați pe bază de siliciu. Rezistența lor se modifică aproape liniar.Astfel de pozitoare sunt utilizate pe scară largă în sistemele de stabilizare a temperaturii și în sistemele active de răcire ale comutatoarelor semiconductoare de putere din diferite dispozitive electronice moderne, în special în cele puternice. Aceste componente se potrivesc cu ușurință în scheme și nu ocupă mult spațiu pe placă.

Un pozistor tipic este sub forma unui disc ceramic, uneori mai multe elemente sunt instalate în serie într-un singur caz, dar mai des într-o variantă într-un strat protector de email. Posistorii sunt adesea folosiți ca siguranțe pentru a proteja circuitele electrice de supratensiune și curent, precum și senzorii de temperatură și elementele de autostabilizare, datorită nepretențioșiei și stabilității lor fizice.

Termistorii sunt utilizați pe scară largă în multe domenii ale electronicii, în special acolo unde controlul precis al procesului de temperatură este important. Acest lucru se aplică echipamentelor de transmisie a datelor, tehnologiei informatice, procesoarelor de înaltă performanță și echipamentelor industriale de înaltă precizie.

Unul dintre cele mai simple și mai populare exemple de aplicații cu termistori este limitarea eficientă a curentului de pornire. Momentan, tensiunea este furnizată sursei de alimentare de la rețea, extrem de ascuțită încărcarea condensatorului în circuitul primar circulă o capacitate semnificativă și un curent de încărcare mare, care poate arde puntea de diode.

Acest curent este aici și este limitat de termistor, adică această componentă a circuitului își schimbă rezistența în funcție de curentul care trece prin el, deoarece conform legii lui Ohm se încălzește. Termistorul își recuperează apoi rezistența inițială, după câteva minute, imediat ce se răcește la temperatura camerei.