Co je termistor a kde se používá?

Termistor – polovodičový rezistor, jehož elektrický odpor výrazně závisí na teplotě.
Termistor se vyznačuje velkým teplotním koeficientem odporu (TCR) (desetikrát vyšším než tento koeficient pro kovy), jednoduchostí konstrukce, schopností pracovat v různých klimatických podmínkách při značném mechanickém zatížení a stálostí charakteristik v čase.

Termistor se vyrábí ve formě tyčí, trubek, kotoučů, podložek, perliček a tenkých desek převážně metodami práškové metalurgie. Jejich velikosti se mohou lišit od 1-10 mikronů do 1-2 cm.

Hlavní parametry termistoru jsou: jmenovitý odpor, teplotní koeficient odporu, rozsah provozních teplot, maximální přípustný ztrátový výkon.

Termistor vynalezl Samuel Ruben v roce 1930 a má americký patent č. 2,021,491 XNUMX XNUMX.

Existují termistory s negativním (termistory) a pozitivním (posistory) TCS.
Záporné termistory TCR jsou vyrobeny ze směsi polykrystalických oxidů přechodných kovů (například MnO, CoO?, NiO, CuO), dopovaných Ge a Si, polovodičů typu A III BV, skelných polovodičů a dalších materiálů.

Existují nízkoteplotní termistory (určené pro provoz při teplotách pod 170 K), středněteplotní (170-510 K) a vysokoteplotní (nad 570 K). Kromě toho existují termistory navržené pro provoz při 4,2 K a nižších a při 900-1300 K. Nejpoužívanější jsou středněteplotní termistory s TCR od -2,4 do -8,4 %/K a jmenovitým odporem 1-10 6 Ohm.

Pracovní režim termistorů závisí na tom, pro kterou část statické charakteristiky proud-napětí (voltampérová charakteristika) je zvolen pracovní bod. Proudově napěťová charakteristika zase závisí jak na konstrukci, rozměrech a hlavních parametrech termistoru, tak na teplotě, tepelné vodivosti prostředí a tepelném spojení mezi termistorem a okolím. Termistory s pracovním bodem na počátečním (lineárním) úseku proudově-napěťové charakteristiky slouží k měření a regulaci teploty a kompenzaci teplotních změn parametrů elektrických obvodů a elektronických zařízení. Termistory s pracovním bodem v sestupném úseku proudově-napěťové charakteristiky (se záporným odporem) se používají jako spouštěcí relé, časová relé, měřiče výkonu elektromagnetického záření v mikrovlnce, stabilizátory teploty a napětí. Pro termistory používané v systémy tepelné kontroly a požární signalizace, regulace hladiny kapalných a granulovaných médií; působení takových termistorů je založeno na výskytu reléového efektu v obvodu s termistorem při změně okolní teploty nebo podmínek výměny tepla mezi termistorem a médiem.
Vyrábějí se i termistory speciální konstrukce – s nepřímým ohřevem. Takové termistory mají vyhřívané vinutí, izolované od polovodičového odporového prvku (pokud je výkon uvolněný v odporovém prvku malý, pak je tepelný režim termistoru určen teplotou ohřívače, to znamená proudem v něm). Je tedy možné změnit stav termistoru, aniž by se změnil proud, který jím prochází. Takový termistor se používá jako proměnný rezistor ovládaný elektricky na dálku.

Z termistorů s kladným teplotním koeficientem jsou nejzajímavější termistory vyrobené z pevných roztoků na bázi BaTiO₃. Takové termistory se obvykle nazývají posistory. Jsou známy termistory s malým kladným teplotním koeficientem (0,5-0,7 %/K), vyrobené na bázi křemíku s elektronickou vodivostí; jejich odpor se mění s teplotou přibližně lineárně. Takové termistory se používají například pro teplotní stabilizaci elektronických zařízení pomocí tranzistorů.

Stojí za zmínku, že graf zobrazený na obrázku „Volt-ampérová charakteristika (voltampérová charakteristika) pro posistor“. je nesprávné, protože osy jsou umístěny nesprávně – musíte je prohodit. Pro získání proudově-napěťové charakteristiky termistoru je třeba graf otočit doleva o 90 stupňů a převrátit vertikálně.

Literatura

• Sheftel I T., termistory
• Macklin E.D., termistory
• Šaškov A.G., Termistory a jejich aplikace
• Pasynkov V.V., Chirkin L.K. Polovodičová zařízení: Učebnice pro vysoké školy – 4. revize. a doplňkové vyd. – M.: Vyšší škola, 1987. – S. 401-407. — 479 s. — 50 000 výtisků.