Видове термистори, характерни детайли и принцип на работа

Името на термистора е създадено като кратка форма за „термично чувствителен резистор“. Пълната форма на термистора дава общата и подробна идея за действието, което е характеристиката на термистора.

От: С. Пракаш

Различните различни видове устройства, в които се използва термисторът, включват широка гама от устройства като температурни сензори и електронни схеми, където осигуряват температурна компенсация.

Въпреки че използването на термистора не е толкова често срещано, колкото транзисторите, резисторите и кондензаторите от обикновена форма, електронното поле използва термисторите в голям мащаб.

Символ на веригата на термистора

Символът, който се използва от термистора за неговото разпознаване, е собствен символ на веригата.

Символът на веригата на термистора се състои от основа, която е изградена от стандартен резисторен правоъгълник, заедно с диагонална линия, която преминава през основата и се състои от вертикален участък с малък размер.

Схемите на веригата широко използват символа на веригата на термистора.

Видове термистори

Термисторът може да бъде разделен на различни видове и категории въз основа на редица различни начини.

Тези начини, по които те трябва да бъдат категоризирани, първо се основават на начина, по който термисторът реагира на излагането на топлина.

Съпротивлението на някои от кондензаторите се увеличава с повишаването на температурата, докато обратното се наблюдава при другите видове термистори, което води до намаляване на съпротивлението.

Тази идея може да бъде разширена чрез кривата на термистора, която може да бъде изобразена чрез уравнение от проста форма:

Връзка между съпротивлението и температурата

ΔR = k x & ΔT

Горното уравнение представлява:

ΔR = наблюдавана промяна на съпротивлението

ΔT = Наблюдавана промяна на температурата

k = температурен коефициент на съпротивление от първи ред

В повечето случаи има нелинейна връзка между съпротивлението и температурата. Но с различните малки промени в съпротивлението и температурата се наблюдава и промяна във връзката, която се наблюдава и връзката става линейна по своята същност.

Стойността на „k“ може да бъде положителна или отрицателна в зависимост от вида на термистора.

NTC термистор (термистор с отрицателен температурен коефициент): Свойството на NTC термистора му позволява да намали съпротивлението си с повишаването на температурата и по този начин коефициентът „k“ за NTC термистора е отрицателен.

PTC термистор (термистор с положителен температурен коефициент): Свойството на термистора NTC му позволява да увеличи съпротивлението си с повишаване на температурата и по този начин коефициентът „k“ за термистора NTC е положителен.

Друг начин, по който термисторът може да бъде диференциран и категоризиран, освен характеристиката им за промяна на съпротивлението, зависи от вида на материала, който се използва за термистора. Използваният материал е от два основни типа:

Монокристални полупроводници

Съединения с метална природа като оксиди

Термистор: Развитие и история

Феноменът на вариацията, наблюдавана в резистора поради промени в температурата, е демонстриран в началото на XIX век.

Има много начини, по които термисторът продължава да се използва до момента. Но по-голямата част от този термистор страда от недостатъка, че те могат да покажат много малки вариации в съпротивлението в съответствие с големия температурен диапазон.

Използването на полупроводниците обикновено се подразбира в термисторите, които позволяват на термисторите да показват по-големи вариации в съпротивлението в съответствие с големия температурен диапазон.

Материалите, които се използват за производството на термистор, са два вида, включително металните съединения, които са първите материали, открити за термистора.

През 1833 г., докато измерва вариацията в съпротивлението по отношение на температурата на сребърния сулфид, Фарадей открива отрицателния температурен коефициент. Но наличността на метални оксиди в голям мащаб се появява в търговската мрежа едва през 40-те години.

Изследването на силициевия термистор и кристалния германиев термистор са проведени след Втората световна война, докато се извършва изследването на полупроводниковите материали.

Въпреки че полупроводникът и металните оксиди са два вида термистори, температурните диапазони, обхванати от тях, са различни и следователно не е необходимо да се конкурират.

Състав и структура на термистора

Въз основа на приложенията, в които трябва да се използва термисторът, заедно с обхвата на температурния диапазон, в който термисторът ще работи, се определят размерите, формите и вида на материала, използван за производството на термистора.

В случай, че приложенията, при които плоската повърхност трябва да бъде в постоянен контакт от термистора, формата на термистора в тези случаи е от плоски дискове.

В случай, че има температурни сонди, за които трябва да се направи термисторът, тогава формата на термистора е под формата на пръчки или перли. По този начин изискванията, които се придържат към приложенията, за които ще се използва термисторът, насочват действителната физическа форма на термистора.

Температурният диапазон, за който се използва термисторът от типа метален оксид, е 200-700 К.

Компонентът, който се използва за производството на тези термистори, се намира във версията на фин прах, който се синтерова и компресира при много висока температура.

Материалите, които най-често се използват за тези термистори, включват никелов оксид, железен оксид, манганов оксид, меден оксид и кобалтов оксид.

Температурите, за които се използват полупроводниковите термистори, са много ниски. Силициевите термистори се използват по-рядко от германиевите термистори, които се използват по-широко за температурите, които са в диапазона, който е под диапазона от 100 ° от абсолютната нула, т.е. 100K.

Температурата, за която може да се използва силициевият термистор, е до максимум 250K. Ако температурата се повиши над 250K, тогава силициевият термистор изпитва настройка на положителните температурни коефициенти. За производството на термистора се използва единичен кристал, при който нивото, при което се извършва легирането на кристала, е 10 ^ 16 - 10 ^ 17 / cm3.

Приложения на Термистор

Термисторът може да се използва за много различни видове приложения и има много други приложения, в които те се намират.

Най-атрактивната характеристика на термистора, която ги прави популярни за използване в схемите, е, че елементите, предоставени от тях във веригите, са много рентабилни, тъй като те се представят ефективно и въпреки това се предлагат на ниска цена.

Фактът, че дали температурният коефициент е отрицателен или положителен, определя приложенията, в които може да се използва термисторът.

В случай, че температурният коефициент е отрицателен, термисторът може да се използва за следните приложения:

Термометри с много ниска температура: термисторите се използват за измерване на температурата на много ниски нива в термометрите с много ниска температура.

Цифрови термостати: Цифровите термостати от съвремието използват термисторите широко и често.

Монитори на акумулаторните батерии: Температурата на акумулаторните батерии през целия период на зареждане се следи чрез използването на термисторите NTC.

Някои от батериите, които се използват в съвременната индустрия, са чувствителни към презареждане, включително широко използваните литиево-йонни батерии. В такива батерии тяхното състояние на зареждане се показва ефективно от температурата и по този начин дава възможност за определяне на времето, когато цикълът на зареждане трябва да бъде прекратен.

Устройства за защита от бързане: Захранващите вериги използват NTC термистори под формата на устройства, което ограничава тока на втурване.

Термисторите NTC, докато действат като устройства за защита от бързане, предотвратяват потока на големи количества ток в точката на включване и осигурявайки първоначално ниво на високо съпротивление.

След това термисторът се загрява и по този начин първоначалното ниво на съпротивление, което се осигурява от него, намалява значително, като по този начин позволява потока на големи количества ток по време на нормалната работа на веригата.

Термисторите, използвани за целите на това приложение, са проектирани по съответния начин и по този начин техният размер е по-голям в сравнение с термисторите с измервателен тип.

В случай, че температурният коефициент е положителен, термисторът може да се използва за следните приложения:

Устройства за ограничаване на тока: Електронните схеми използват PTC термистори под формата на устройства за ограничаване на тока.

Термисторите PTC действат като алтернативно устройство за по-често използвания предпазител. Няма ненужни или странични ефекти, причинени от топлината, която се генерира в малки количества, когато устройството изпитва поток от ток при нормални условия.

Но в случай че потокът на тока през устройството е много голям, това може да доведе до увеличаване на съпротивлението, тъй като топлината може да не се разсейва в околността, тъй като устройството може да не е в състояние да го направи.

Това води до генериране на повече топлина, като по този начин произвежда явление с положителен ефект на обратна връзка. Устройството е защитено от такава топлина и колебания в тока, тъй като се наблюдава спадане на тока, когато има нарастване на съпротивлението.

Приложенията, в които могат да се използват термисторите, са от широк диапазон. Термисторите могат да се използват за усещане на температурите по надежден, евтин (икономически ефективен) и прост начин.

Различните устройства, в които могат да се използват термисторите, включват термостати и пожароизвестители. Термисторите могат да се използват самостоятелно, както и в унисон на други устройства. В последния случай термисторът може да се използва за осигуряване на точност на високи градуси, като го прави част от моста на Уитстоун.

Също така, термисторите се използват под формата на устройства за компенсация на температурата.

При голям процент от резисторите се наблюдава увеличаване на съпротивлението, което се наблюдава при съответно повишаване на температурата поради техния положителен температурен коефициент.

В случай, че има голямо изискване за стабилност от приложенията, се използва термисторът, който притежава отрицателен температурен коефициент. Това се постига, когато веригата включва термистора, за да противодейства на ефектите на компонента, произведени поради техния положителен температурен коефициент.