Kas ir termistors un posistors un kur tos izmanto

Termistors ir pusvadītāju sastāvdaļa ar no temperatūras atkarīgu elektrisko pretestību. Šis komponents, ko 1930. gadā izgudroja zinātnieks Samuels Rūbens, joprojām tiek plaši izmantots tehnoloģijā.

Termistori ir izgatavoti no dažādiem materiāliem, pretestības temperatūras koeficients (TCR) kas ir diezgan augsts — ievērojami pārāks par metālu sakausējumiem un tīriem metāliem, tas ir, no īpašiem, specifiskiem pusvadītājiem.

Tieši galveno pretestības elementu iegūst pulvermetalurģijā, apstrādājot halkogenīdus, halogenīdus un dažu metālu oksīdus, piešķirot tiem dažādas formas, piemēram, dažāda izmēra disku vai stieņu veidā, lielas paplāksnes, vidējas caurules, plānas plāksnes, mazas krelles, kuru izmērs ir no dažiem mikroniem līdz desmitiem milimetru...

Pēc elementa pretestības un tā temperatūras korelācijas rakstura tie sadala termistorus divās lielās grupās - pozistoros un termistoros.Pozistoriem ir pozitīvs TCS (šī iemesla dēļ posistorus sauc arī par PTC termistori), bet termistoriem ir negatīvs TCS (tāpēc tos sauc par NTC termistoriem).

Termistors — no temperatūras atkarīgs rezistors, kas izgatavots no pusvadītāju materiāla ar negatīvu temperatūras koeficientu un augstu jutību, pozistors — no temperatūras atkarīgs rezistors ar pozitīvu koeficientu. Tādējādi, palielinoties posistora korpusa temperatūrai, tā pretestība samazinās, un, palielinoties termistora temperatūrai, tā pretestība attiecīgi samazinās.

Mūsdienās termistoru materiāli ir: pārejas metālu, piemēram, kobalta, mangāna, vara un niķeļa, polikristālisko oksīdu maisījumi, IIIIBV tipa savienojumi, kā arī leģēti, stiklveida pusvadītāji, piemēram, silīcijs un germānija, un dažas citas vielas. Ievērojami ir bārija titanāta cietā šķīduma pozistori.

Termistorus var klasificēt šādi:

• Zemas temperatūras klase (darba temperatūra zem 170 K);

• Vidēja temperatūras klase (darba temperatūra no 170 K līdz 510 K);

• Augstas temperatūras klase (darba temperatūra 570 K un augstāka);

• Atsevišķa augstas temperatūras klase (darba temperatūra no 900 K līdz 1300 K).

Visi šie elementi, gan termistori, gan pozistori, var darboties dažādos klimatiskajos ārējos apstākļos un pie ievērojamām fiziskām ārējām un strāvas slodzēm. Tomēr smagas termocikla apstākļos to sākotnējie termoelektriskie raksturlielumi, piemēram, nominālā telpas temperatūras pretestība un pretestības temperatūras koeficients, laika gaitā mainās.

Ir arī kombinēti komponenti, piemēram, netieši apsildāmi termistori... Šādu ierīču korpusos ir pats termistors un galvaniski izolēts sildelements, kas nosaka termistora sākotnējo temperatūru un attiecīgi tā sākotnējo elektrisko pretestību.

Šīs ierīces tiek izmantotas kā mainīgi rezistori, kurus kontrolē spriegums, kas tiek pievadīts termistora sildelementam.

Atkarībā no tā, kā tiek izvēlēts konkrētās sastāvdaļas I — V raksturlieluma darbības punkts, tiek noteikts arī termistora darbības režīms ķēdē. Un pati I — V raksturlīkne ir saistīta ar konstrukcijas raksturlielumiem un pielietoto temperatūru. komponenta korpuss.

Lai kontrolētu temperatūras svārstības un kompensētu dinamiski mainīgos parametrus, piemēram, plūstošo strāvu un pievadīto spriegumu elektriskajās ķēdēs, kas mainās pēc temperatūras apstākļu maiņas, tiek izmantoti termistori ar darbības punktu, kas iestatīts uz I — V lineārās sadaļas. raksturīgs .

Bet darbības punkts tradicionāli tiek iestatīts uz I-V raksturlīknes krītošo posmu (NTC termistori), ja termistoru izmanto, piemēram, kā starteri, laika releju, sistēmā mikroviļņu starojuma izsekošanas un intensitātes mērīšanai, ugunsgrēka signalizācijas sistēmās, termiskā kontrole, iekārtās beztaras vielu un šķidrumu plūsmas regulēšanai.

Mūsdienu populārākie vidējas temperatūras termistori un pozistori ar TCS no -2,4 līdz -8,4% pie 1 K... Tie darbojas plašā pretestības diapazonā no omiem līdz megaomiem.

Ir pozistori ar salīdzinoši zemu TCR no 0,5% līdz 0,7% pie 1 K, kas izgatavoti uz silīcija bāzes. To pretestība mainās gandrīz lineāri.Šādi pozistori tiek plaši izmantoti temperatūras stabilizācijas sistēmās un jaudas pusvadītāju slēdžu aktīvajās dzesēšanas sistēmās dažādās modernās elektroniskās ierīcēs, īpaši jaudīgās. Šīs sastāvdaļas viegli iekļaujas shēmās un neaizņem daudz vietas.

Tipisks posistors ir keramikas diska formā, dažkārt vairāki elementi tiek uzstādīti virknē vienā korpusā, bet biežāk vienā variantā emaljas aizsargpārklājumā. Pozistorus bieži izmanto kā drošinātājus, lai aizsargātu elektriskās ķēdes no pārsprieguma un strāvas, kā arī temperatūras sensorus un pašstabilizējošos elementus to nepretenciozitātes un fiziskās stabilitātes dēļ.

Termistori tiek plaši izmantoti daudzās elektronikas jomās, īpaši tur, kur svarīga ir precīza temperatūras procesa kontrole. Tas attiecas uz datu pārraides iekārtām, datortehnoloģijām, augstas veiktspējas procesoriem un augstas precizitātes rūpnieciskajām iekārtām.

Viens no vienkāršākajiem un populārākajiem termistoru lietojumu piemēriem ir efektīva ieslēgšanas strāvas ierobežošana. Šobrīd spriegums tiek piegādāts barošanas avotam no tīkla, ārkārtīgi ass kondensatora lādiņš primārajā ķēdē plūst ievērojama kapacitāte un liela uzlādes strāva, kas var sadedzināt diodes tiltu.

Šī strāva ir šeit un to ierobežo termistors, tas ir, šī ķēdes sastāvdaļa maina savu pretestību atkarībā no strāvas, kas iet caur to, jo saskaņā ar Oma likumu tas uzsilst. Pēc dažām minūtēm termistors atgūst sākotnējo pretestību, tiklīdz tas atdziest līdz istabas temperatūrai.