Què és un termistor i un posistor i on s'utilitzen

Un termistor és un component semiconductor amb una resistència elèctrica que depèn de la temperatura. Inventat el 1930 pel científic Samuel Reuben, aquest component encara s'utilitza àmpliament en tecnologia.

Els termistors estan fets de diferents materials, coeficient de resistència a la temperatura (TCR) que és bastant alt, significativament superior als aliatges metàl·lics i metalls purs, és a dir, dels semiconductors especials específics.

Directament, l'element resistent principal s'obté mitjançant la metal·lúrgia en pols, processant calcogenurs, halogenurs i òxids d'alguns metalls, donant-los diferents formes, per exemple, en forma de discos o varetes de diferents mides, volanderes grans, tubs mitjans, plaques primes, perles petites, amb mides des d'unes poques micres fins a desenes de mil·límetres...

Per la naturalesa de la correlació entre la resistència de l'element i la seva temperatura, divideixen els termistors en dos grans grups: posistors i termistors.Els posistors tenen un TCS positiu (per aquest motiu, els posistors també s'anomenen termistors PTC) i els termistors tenen un TCS negatiu (per això s'anomenen termistors NTC).

Termistor: resistència depenent de la temperatura feta de material semiconductor amb un coeficient de temperatura negatiu i alta sensibilitat, posistor: resistència depenent de la temperatura amb un coeficient positiu. Així, a mesura que augmenta la temperatura del cos del posistor, la seva resistència disminueix i, a mesura que augmenta la temperatura del termistor, la seva resistència disminueix en conseqüència.

Els materials per als termistors d'avui són: mescles d'òxids policristalins de metalls de transició com el cobalt, manganès, coure i níquel, compostos tipus IIIIBV, així com semiconductors de vidre dopats com el silici i el germani i algunes altres substàncies. Destaquen els posistors de solució sòlida de titanat de bari.

Els termistors es poden classificar en:

• Classe de baixa temperatura (temperatura de funcionament inferior a 170 K);

• Classe de temperatura mitjana (temperatura de funcionament de 170 K a 510 K);

• Classe d'alta temperatura (temperatura de funcionament de 570 K i superior);

• Una classe separada d'alta temperatura (temperatura de funcionament de 900 K a 1300 K).

Tots aquests elements, tant termistors com posistors, poden funcionar en diferents condicions climàtiques externes i sota importants càrregues físiques externes i de corrent. Tanmateix, sota un termociclatge sever, les seves característiques termoelèctriques inicials, com ara la resistència nominal a la temperatura ambient i el coeficient de resistència de la temperatura, canvien amb el temps.

També hi ha components combinats, per exemple, termistors escalfats indirectament... Les carcasses d'aquests dispositius contenen el propi termistor i un element de calefacció aïllat galvànicament que estableix la temperatura inicial del termistor i, en conseqüència, la seva resistència elèctrica inicial.

Aquests dispositius s'utilitzen com a resistències variables controlades per la tensió aplicada a l'element calefactor del termistor.

Depenent de com s'escull el punt de funcionament de la característica I — V d'un component donat, també es determina el mode de funcionament del termistor en el circuit, i la característica I — V en si està relacionada amb les característiques de disseny i la temperatura aplicada a l'habitatge del component.

Per controlar les fluctuacions de temperatura i compensar els paràmetres que canvien dinàmicament, com ara el corrent que flueix i la tensió aplicada als circuits elèctrics, que canvien després d'un canvi en les condicions de temperatura, els termistors s'utilitzen amb un punt de funcionament establert a la secció lineal de la I - V. característica.

Però el punt de funcionament s'estableix tradicionalment a la secció de caiguda de la característica I — V (termistors NTC) si el termistor s'utilitza, per exemple, com a relé de temps d'arrencada, en un sistema de seguiment i mesura de la intensitat de la radiació de microones, en sistemes d'alarma contra incendis, control tèrmic, en instal·lacions de control del flux de substàncies i líquids a granel.

Els termistors i posistors de temperatura mitjana més populars actuals amb TCS de -2,4 a -8,4% a 1 K... Funcionen amb una àmplia gamma de resistències des d'ohms fins a megaohms.

Hi ha posistors amb un TCR relativament baix del 0,5% al ​​0,7% a 1K fets sobre una base de silici. La seva resistència canvia gairebé linealment.Aquests posistors s'utilitzen àmpliament en sistemes d'estabilització de temperatura i en sistemes de refrigeració actius d'interruptors de semiconductors de potència en diversos dispositius electrònics moderns, especialment en els potents. Aquests components s'ajusten fàcilment als esquemes i no ocupen gaire espai al tauler.

Un posistor típic té la forma d'un disc ceràmic, de vegades s'instal·len diversos elements en sèrie en un cas, però més sovint en una variant en un recobriment d'esmalt protector. Els posistors s'utilitzen sovint com a fusibles per protegir els circuits elèctrics de sobretensions i corrents, així com sensors de temperatura i elements autoestabilitzants, a causa de la seva modestia i estabilitat física.

Els termistors s'utilitzen àmpliament en moltes àrees de l'electrònica, especialment on és important un control precís del procés de temperatura. Això s'aplica a equips de transmissió de dades, tecnologia informàtica, processadors d'alt rendiment i equips industrials d'alta precisió.

Un dels exemples més senzills i populars d'aplicacions de termistor és la limitació efectiva del corrent d'entrada. De moment, la tensió es subministra a la font d'alimentació des de la xarxa elèctrica, extremadament aguda càrrega del condensador una capacitat important i un gran corrent de càrrega flueix al circuit primari, que pot cremar el pont de díodes.

Aquest corrent és aquí i està limitat pel termistor, és a dir, aquest component del circuit canvia la seva resistència en funció del corrent que el travessa, perquè segons la llei d'Ohm s'escalfa. Aleshores, el termistor recupera la seva resistència original, al cap d'uns minuts, tan bon punt es refreda a temperatura ambient.