Što je termistor i posistor i gdje se koriste

Termistor je poluvodička komponenta s električnim otporom ovisnim o temperaturi. Izumljen 1930. godine od strane znanstvenika Samuela Reubena, ova se komponenta još uvijek široko koristi u tehnologiji.

Termistori se izrađuju od različitih materijala, temperaturni koeficijent otpora (TCR) što je prilično visoko - znatno superiornije od metalnih legura i čistih metala, odnosno od posebnih, specifičnih poluvodiča.

Izravno, glavni otporni element dobiva se metalurgijom praha, obradom halkogenida, halogenida i oksida nekih metala, dajući im različite oblike, na primjer, u obliku diskova ili šipki različitih veličina, velikih podložaka, srednjih cijevi, tankih ploča, mala zrnca, veličine od nekoliko mikrona do desetaka milimetara...

Prema prirodi korelacije između otpora elementa i njegove temperature, termistore dijele u dvije velike skupine - pozistore i termistore.Posistori imaju pozitivan TCS (zbog toga se pozistori nazivaju i PTC termistori), a termistori negativan TCS (zato se nazivaju NTC termistori).

Termistor — temperaturno ovisan otpornik izrađen od poluvodičkog materijala s negativnim temperaturnim koeficijentom i visokom osjetljivošću, posistor — temperaturno ovisan otpornik s pozitivnim koeficijentom. Dakle, s povećanjem temperature tijela pozistora, njegov otpor se smanjuje, a s povećanjem temperature termistora, njegov otpor se smanjuje.

Materijali za termistore danas su: mješavine polikristalnih oksida prijelaznih metala kao što su kobalt, mangan, bakar i nikal, spojevi tipa IIIIBV, kao i dopirani, staklasti poluvodiči kao što su silicij i germanij i neke druge tvari. Značajni su posistori za krutu otopinu barijevog titanata.

Termistori se mogu klasificirati kao:

• Klasa niske temperature (radna temperatura ispod 170 K);

• Srednja temperaturna klasa (radna temperatura od 170 K do 510 K);

• Visokotemperaturna klasa (radna temperatura od 570 K i više);

• Zasebna klasa visoke temperature (radna temperatura od 900 K do 1300 K).

Svi ovi elementi, i termistori i pozitori, mogu raditi u različitim klimatskim vanjskim uvjetima i pod značajnim fizičkim vanjskim i strujnim opterećenjima. Međutim, pod jakim termocikliranjem, njihove početne termoelektrične karakteristike, kao što su nominalna sobna temperatura otpora i temperaturni koeficijent otpora, mijenjaju se tijekom vremena.

Postoje i kombinirane komponente, na primjer termistori s neizravnim grijanjem... Kućišta takvih uređaja sadrže sam termistor i galvanski izolirani grijaći element koji postavlja početnu temperaturu termistora i, sukladno tome, njegov početni električni otpor.

Ovi se uređaji koriste kao promjenjivi otpornici kontrolirani naponom koji se primjenjuje na grijaći element termistora.

Ovisno o tome kako je odabrana radna točka I—V karakteristike dane komponente, također se određuje način rada termistora u krugu. A sama I—V karakteristika povezana je s konstrukcijskim karakteristikama i temperaturom koja se primjenjuje na kućište komponente.

Za kontrolu temperaturnih fluktuacija i kompenzaciju dinamički promjenjivih parametara, kao što su struja koja teče i primijenjeni napon u električnim krugovima, koji se mijenjaju nakon promjene temperaturnih uvjeta, koriste se termistori s radnom točkom postavljenom na linearni dio I—V karakteristika .

Ali radna točka se tradicionalno postavlja na padajući dio I—V karakteristike (NTC termistori) ako se termistor koristi, na primjer, kao starter, vremenski relej, u sustavu za praćenje i mjerenje intenziteta mikrovalnog zračenja, u sustavima za dojavu požara, toplinska kontrola, u instalacijama za kontrolu protoka rasutih tvari i tekućina.

Današnji najpopularniji srednjotemperaturni termistori i posistori s TCS od -2,4 do -8,4% na 1 K... Rade u širokom rasponu otpora od ohma do megohma.

Postoje posistori s relativno niskim TCR-om od 0,5% do 0,7% pri 1 K izrađeni na bazi silicija. Otpor im se mijenja gotovo linearno.Takvi posistori naširoko se koriste u sustavima stabilizacije temperature iu aktivnim sustavima hlađenja energetskih poluvodičkih sklopki u raznim modernim elektroničkim uređajima, posebno u snažnim. Ove komponente lako se uklapaju u sheme i ne zauzimaju puno prostora na ploči.

Tipični posistor je u obliku keramičkog diska, ponekad se nekoliko elemenata ugrađuje u seriju u jednom kućištu, ali češće u jednoj varijanti u zaštitnom premazu od emajla. Posistori se često koriste kao osigurači za zaštitu električnih krugova od prenapona i struje, kao i senzori temperature i samostabilizirajući elementi, zbog svoje nepretencioznosti i fizičke stabilnosti.

Termistori se široko koriste u mnogim područjima elektronike, posebno tamo gdje je važna precizna kontrola temperaturnog procesa. Ovo se odnosi na opremu za prijenos podataka, računalnu tehnologiju, procesore visokih performansi i industrijsku opremu visoke preciznosti.

Jedan od najjednostavnijih i najpopularnijih primjera primjene termistora je učinkovito ograničenje udarne struje. Trenutno se napon napaja iz mreže, izuzetno oštar naboj kondenzatora značajan kapacitet i velika struja punjenja teče u primarnom krugu, što može spaliti diodni most.

Ta struja je ovdje i ograničena je termistorom, odnosno ta komponenta strujnog kruga mijenja svoj otpor ovisno o struji koja prolazi kroz nju, jer se po Ohmovom zakonu zagrijava. Termistor tada vraća svoj prvobitni otpor, nakon nekoliko minuta, čim se ohladi na sobnu temperaturu.