Wat is een thermistor en een posistor en waar worden ze gebruikt

Een thermistor is een halfgeleidercomponent met een temperatuurafhankelijke elektrische weerstand. Dit onderdeel, uitgevonden in 1930 door wetenschapper Samuel Reuben, wordt nog steeds veel gebruikt in de technologie.

Thermistoren zijn gemaakt van verschillende materialen, temperatuur weerstandscoëfficiënt (TCR) wat vrij hoog is - aanzienlijk superieur aan metaallegeringen en zuivere metalen, dat wil zeggen van speciale, specifieke halfgeleiders.

Direct wordt het belangrijkste weerstandselement verkregen door poedermetallurgie, verwerking van chalcogeniden, halogeniden en oxiden van sommige metalen, waardoor ze verschillende vormen krijgen, bijvoorbeeld in de vorm van schijven of staven van verschillende afmetingen, grote ringen, middelgrote buizen, dunne platen, kleine kralen, met afmetingen van enkele microns tot tientallen millimeters...

Door de aard van de correlatie tussen de weerstand van het element en zijn temperatuur, verdelen ze de thermistors in twee grote groepen - posistors en thermistoren.Posistors hebben een positieve TCS (om deze reden worden posistors ook PTC-thermistors genoemd) en thermistoren hebben een negatieve TCS (daarom worden ze NTC-thermistors genoemd).

Thermistor - temperatuurafhankelijke weerstand gemaakt van halfgeleidermateriaal met een negatieve temperatuurcoëfficiënt en hoge gevoeligheid, posistor - temperatuurafhankelijke weerstand met een positieve coëfficiënt. Dus als de temperatuur van het lichaam van de posistor toeneemt, neemt de weerstand af, en als de temperatuur van de thermistor toeneemt, neemt de weerstand dienovereenkomstig af.

Materialen voor thermistors zijn tegenwoordig: mengsels van polykristallijne oxiden van overgangsmetalen zoals kobalt, mangaan, koper en nikkel, type IIIIBV-verbindingen, evenals gedoteerde, glasachtige halfgeleiders zoals silicium en germanium en enkele andere stoffen. Opmerkelijk zijn posistors van bariumtitanaat in vaste oplossing.

Thermistors kunnen worden geclassificeerd als:

• Lage temperatuurklasse (bedrijfstemperatuur lager dan 170 K);

• Gemiddelde temperatuurklasse (bedrijfstemperatuur van 170 K tot 510 K);

• Hoge temperatuurklasse (bedrijfstemperatuur van 570 K en hoger);

• Een aparte klasse voor hoge temperaturen (bedrijfstemperatuur van 900 K tot 1300 K).

Al deze elementen, zowel thermistoren als posistors, kunnen werken in verschillende klimatologische externe omstandigheden en onder aanzienlijke fysieke externe en huidige belastingen. Bij ernstige thermocycling veranderen hun initiële thermo-elektrische kenmerken, zoals nominale kamertemperatuurweerstand en temperatuurweerstandscoëfficiënt, echter in de loop van de tijd.

Er zijn ook gecombineerde componenten, bijvoorbeeld indirect verwarmde thermistoren... De behuizingen van dergelijke apparaten bevatten de thermistor zelf en een galvanisch geïsoleerd verwarmingselement dat de begintemperatuur van de thermistor en dienovereenkomstig de aanvankelijke elektrische weerstand instelt.

Deze apparaten worden gebruikt als variabele weerstanden die worden bestuurd door de spanning die wordt toegepast op het verwarmingselement van de thermistor.

Afhankelijk van hoe het werkpunt van de I - V-karakteristiek van een bepaald onderdeel wordt gekozen, wordt ook de bedrijfsmodus van de thermistor in het circuit bepaald.En de I - V-karakteristiek zelf is gerelateerd aan de ontwerpkenmerken en de toegepaste temperatuur de behuizing van het onderdeel.

Om temperatuurschommelingen te beheersen en dynamisch veranderende parameters te compenseren, zoals de stroom die vloeit en de aangelegde spanning in elektrische circuits, die veranderen na een verandering in temperatuuromstandigheden, worden thermistoren gebruikt met een werkpunt ingesteld op het lineaire deel van de I — V karakteristiek.

Maar het werkpunt wordt traditioneel ingesteld op het dalende gedeelte van de I - V-karakteristiek (NTC-thermistors) als de thermistor bijvoorbeeld wordt gebruikt als starter, tijdrelais, in een systeem voor het volgen en meten van de intensiteit van microgolfstraling, in brandmeldinstallaties, thermische controle, in installaties voor het regelen van de stroom van bulkstoffen en vloeistoffen.

De meest populaire thermistors en posistors voor middentemperaturen van vandaag met TCS van -2,4 tot -8,4% bij 1 K... Ze werken over een breed scala aan weerstanden van ohm tot megohm.

Er zijn posistoren met een relatief lage TCR van 0,5% tot 0,7% bij 1 K gemaakt op siliciumbasis. Hun weerstand verandert bijna lineair.Dergelijke posistors worden veel gebruikt in temperatuurstabilisatiesystemen en in actieve koelsystemen van vermogenshalfgeleiderschakelaars in verschillende moderne elektronische apparaten, vooral in krachtige. Deze componenten passen gemakkelijk in schema's en nemen niet veel bordruimte in beslag.

Een typische posistor heeft de vorm van een keramische schijf, soms worden meerdere elementen in serie in één behuizing geïnstalleerd, maar vaker in één variant in een beschermende emaillaag. Posistors worden vaak gebruikt als zekeringen om elektrische circuits te beschermen tegen overspanning en stroom, evenals temperatuursensoren en zelfstabiliserende elementen, vanwege hun bescheidenheid en fysieke stabiliteit.

Thermistors worden veel gebruikt in veel gebieden van elektronica, vooral waar nauwkeurige regeling van het temperatuurproces belangrijk is. Dit geldt voor apparatuur voor gegevensoverdracht, computertechnologie, krachtige processors en industriële apparatuur met hoge precisie.

Een van de eenvoudigste en meest populaire voorbeelden van thermistortoepassingen is effectieve inschakelstroombegrenzing. Op dit moment wordt de spanning vanuit het lichtnet aan de voeding geleverd, extreem scherp condensator lading er vloeit een aanzienlijke capaciteit en een grote laadstroom in het primaire circuit, waardoor de diodebrug kan verbranden.

Deze stroom is hier en wordt beperkt door de thermistor, dat wil zeggen, dit circuitcomponent verandert zijn weerstand afhankelijk van de stroom die er doorheen gaat, omdat het volgens de wet van Ohm opwarmt. De thermistor herstelt dan zijn oorspronkelijke weerstand, na enkele minuten, zodra hij is afgekoeld tot kamertemperatuur.