Шта су термистор и позистор и где се користе

Термистор је полупроводничка компонента са електричним отпором који зависи од температуре. Изумио је 1930. научник Семјуел Рубен, ова компонента се још увек широко користи у технологији.

Термистори су направљени од различитих материјала, температурни коефицијент отпора (ТЦР) што је прилично високо — знатно супериорније од металних легура и чистих метала, односно од посебних, специфичних полупроводника.

Директно, главни отпорни елемент се добија металургијом праха, обрадом халкогенида, халогенида и оксида неких метала, дајући им различите облике, на пример, у облику дискова или шипки различитих величина, великих подложака, средњих цеви, танких плоча, мале перле, величине од неколико микрона до десетина милиметара...

По природи корелације између отпора елемента и његове температуре, они деле термисторе у две велике групе - позисторе и термисторе.Посистори имају позитиван ТЦС (из тог разлога се позистори називају и ПТЦ термистори), а термистори имају негативан ТЦС (због тога се називају НТЦ термистори).

Термистор — отпорник зависан од температуре од полупроводничког материјала са негативним температурним коефицијентом и високом осетљивошћу, позистор — отпорник зависан од температуре са позитивним коефицијентом. Дакле, како се температура тела позистора повећава, његов отпор се смањује, а како се температура термистора повећава, његов отпор се сходно томе смањује.

Материјали за термисторе данас су: смеше поликристалних оксида прелазних метала као што су кобалт, манган, бакар и никл, једињења типа ИИИИБВ, као и допирани, стакласти полупроводници као што су силицијум и германијум и неке друге супстанце. Значајни су посистори са чврстим раствором баријум титаната.

Термистори се могу класификовати као:

• Класа ниске температуре (радна температура испод 170 К);

• Средња температурна класа (радна температура од 170 К до 510 К);

• Високотемпературна класа (радна температура од 570 К и више);

• Одвојена високотемпературна класа (радна температура од 900 К до 1300 К).

Сви ови елементи, и термистори и позистори, могу да раде у различитим климатским спољашњим условима и под значајним физичким спољашњим и струјним оптерећењима. Међутим, под тешким термоциклирањем, њихове почетне термоелектричне карактеристике, као што су номинална отпорност на собну температуру и температурни коефицијент отпора, се мењају током времена.

Постоје и комбиноване компоненте, на пример, индиректно загрејани термистори... Кућишта оваквих уређаја садрже сам термистор и галвански изоловани грејни елемент који поставља почетну температуру термистора и, сходно томе, његов почетни електрични отпор.

Ови уређаји се користе као променљиви отпорници који се контролишу напоном који се примењује на грејни елемент термистора.

У зависности од тога како је изабрана радна тачка И — В карактеристике дате компоненте, одређује се и режим рада термистора у колу. А сама И — В карактеристика је повезана са пројектним карактеристикама и температуром која се примењује на кућиште компоненте.

За контролу температурних флуктуација и компензацију параметара који се динамички мењају, као што су струја која тече и примењени напон у електричним колима, који се мењају након промене температурних услова, користе се термистори са радном тачком постављеном на линеарном делу И—В. карактеристичан .

Али радна тачка се традиционално поставља на опадајућем одсеку И—В карактеристике (НТЦ термистори) ако се термистор користи, на пример, као стартер, временски релеј, у систему за праћење и мерење интензитета микроталасног зрачења, у системима за дојаву пожара, термичка контрола, у инсталацијама за контролу протока расутих материја и течности.

Данашњи најпопуларнији средњетемпературни термистори и позистори са ТЦС од -2,4 до -8,4% на 1 К... Они раде у широком опсегу отпора од ома до мегома.

Постоје позистори са релативно ниским ТЦР-ом од 0,5% до 0,7% на 1 К направљени на бази силицијума. Њихов отпор се мења скоро линеарно.Овакви позистори се широко користе у системима за стабилизацију температуре и у системима активног хлађења енергетских полупроводничких прекидача у различитим савременим електронским уређајима, посебно у моћним. Ове компоненте се лако уклапају у шеме и не заузимају много простора на плочи.

Типичан позитор је у облику керамичког диска, понекад се неколико елемената уграђује у серију у једном кућишту, али чешће у једној варијанти у заштитном емајлираном премазу. Посистори се често користе као осигурачи за заштиту електричних кола од пренапона и струје, као и температурни сензори и самостабилизујући елементи, због своје непретенциозности и физичке стабилности.

Термистори се широко користе у многим областима електронике, посебно тамо где је важна прецизна контрола процеса температуре. Ово се односи на опрему за пренос података, рачунарску технологију, процесоре високих перформанси и индустријску опрему високе прецизности.

Један од најједноставнијих и најпопуларнијих примера примене термистора је ефикасно ограничавање ударне струје. Тренутно се напон напаја из мреже, изузетно оштар пуњење кондензатора значајан капацитет и велика струја пуњења тече у примарном колу, што може сагорети диодни мост.

Ова струја је овде и ограничена је термистором, односно ова компонента кола мења свој отпор у зависности од струје која кроз њу пролази, јер се по Охмовом закону загрева. Термистор тада враћа свој првобитни отпор, након неколико минута, чим се охлади на собну температуру.