Typer termistorer, karakteristiske detaljer og arbejdsprincipper

Termistornavnet er udtænkt som en kort form for den “termisk følsomme modstand”. Den fulde form af termistoren giver den generelle og detaljerede idé om handlingen, som er termistorens funktion.

Af: S. Prakash

De forskellige typer af enheder, hvor termistoren bruges, inkluderer en bred vifte af enheder såsom temperaturfølere og elektroniske kredsløb, hvor de giver temperaturkompensation.

Selvom brugen af ​​termistoren ikke er så almindelig som transistorer, modstande og kondensatorer af den almindelige form, bruger det elektroniske felt termistorer i stor skala.

Symbol på termistorkredsløbet

Symbolet, der bruges af termistoren til dens genkendelse, er dets eget kredsløbssymbol.

Kredsløbssymbolet for en termistor består af en base, der består af standardmodstandsrektangel sammen med en diagonal linje, der passerer gennem basen og består af et lodret snit af en lille størrelse.

Kredsløbsdiagrammerne bruger i vid udstrækning termistorens kredsløbssymbol.

Typer af termistor

Termistoren kan opdeles i forskellige typer og kategorier baseret på en række forskellige måder.

Disse måder, hvorpå de skal kategoriseres, er for det første baseret på den måde, hvorpå termistoren reagerer på udsættelse for varme.

Modstanden for nogle af kondensatorerne øges med stigningen i temperaturen, mens det modsatte observeres i de andre typer termistor, hvilket resulterer i faldet i modstanden.

Denne idé kan udvides ved hjælp af termistorkurven, som kan afbildes med en ligning af enkel form:

Forholdet mellem modstand og temperatur

AR = k x & AT

Ovenstående ligning består af:

ΔR = Modstandsændring observeret

ΔT = observeret temperaturændring

k = temperaturbestandighedskoefficient af første orden

Der er en ikke-lineær sammenhæng mellem modstanden og temperaturen i de fleste tilfælde. Men med de forskellige små ændringer i modstand og temperatur er der også en ændring i forholdet, som observeres, og forholdet bliver lineært i naturen.

Værdien af ​​'k' kan være enten positiv eller negativ afhængigt af typen af ​​termistor.

NTC-termistor (negativ temperaturkoefficienttermistor): NTC-termistorens egenskab sætter den i stand til at mindske dens modstand med stigningen i temperaturen, og derved er 'k' -faktoren for NTC-termistoren negativ.

PTC-termistor (Positive Temperature Coefficient Thermistor): NTC-termistorens egenskab gør det muligt for den at øge sin modstand med stigningen i temperaturen, og derved er 'k' -faktoren for NTC-termistoren positiv.

En anden måde, hvorpå termistoren kan differentieres og kategoriseres bortset fra deres modstandsændringsfunktion, afhænger af den materialetype, der anvendes til termistoren. Det anvendte materiale er af to hovedtyper:

Enkeltkrystal halvledere

Forbindelser, der er af metallisk art, såsom oxider

Thermistor: Udvikling og historie

Fænomenet med variationen observeret i modstanden på grund af ændringer i temperaturen blev demonstreret i det tidlige nittende århundrede.

Der er mange måder, hvorpå termistoren fortsat er brugt indtil dato. Men et flertal af denne termistor lider under den ulempe, at de er i stand til at vise meget lille variation i modstand i overensstemmelse med det store temperaturområde.

Anvendelsen af ​​halvledere er generelt antydet i termistorer, som gør det muligt for termistorer at vise større variationer i modstand i overensstemmelse med det store temperaturområde.

Materialerne, der anvendes til fremstilling af termistor, er af to typer, herunder de metalliske forbindelser, der var de første materialer, der blev opdaget til termistor.

I 1833, under måling af variationen i modstanden i forhold til sølvsulfidens temperatur, opdagede Faraday den negative temperaturkoefficient. Men tilgængeligheden af ​​metalloxider i stor skala kommercielt fandt sted først i 1940'erne.

Undersøgelsen af ​​siliciumtermistoren og crystal germanium-termistoren blev udført efter Anden Verdenskrig, mens studiet af halvledermaterialerne blev udført.

Selvom halvlederen og de metalliske oxider er to termistortyper, er temperaturområderne dækket af dem forskellige, og de behøver derfor ikke at konkurrere.

Sammensætning og struktur af termistor

På baggrund af de applikationer, hvor termistoren skal bruges sammen med området for det temperaturområde, hvor termistoren skal betjene størrelserne, formerne og den materialetype, der anvendes til fremstilling af termistoren, besluttes.

I tilfælde af, at applikationer, hvor den flade overflade skal være i konstant kontakt med termistoren, er termistorens form i disse tilfælde af flade skiver.

I tilfælde af at der er temperaturprober, som termistoren skal laves til, så er formen på termistoren i form af stænger eller perler. Således styrer kravene, der overholder applikationerne, til hvilke termistoren skal bruges, termistorens faktiske fysiske form.

Temperaturområdet, som termistor af metaloxidtypen anvendes til, er 200-700 K.

Komponenten, der anvendes til fremstilling af disse termistorer, findes i versionen af ​​et fint pulver, der sintres og komprimeres ved en meget høj temperatur.

De materialer, der er mest almindeligt anvendt til disse termistorer, inkluderer nikkeloxid, jernoxid, manganoxid, kobberoxid og cobaltoxid.

Temperaturerne, som halvledertermistorer anvendes til, er meget lave. Silicium-termistorer anvendes sjældnere end germanium-termistorer, der anvendes mere udbredt til temperaturer, der er i området, der er under området 100 ° absolut nul, dvs. 100K.

Den temperatur, som brugen af ​​siliciumtermistoren kan udføres til, er maksimalt 250K. Hvis temperaturen stiger mere end 250K, oplever siliciumtermistoren indstillingen af ​​de positive temperaturkoefficienter. En enkelt krystal bruges til at fremstille termistoren, hvor det niveau, hvormed doping af krystallen udføres, er 10 ^ 16 - 10 ^ 17 / cm3.

Anvendelser af Thermistor

Termistoren kan bruges til mange forskellige typer applikationer, og der er mange andre applikationer, hvor de findes.

Det mest attraktive træk ved termistoren, som gør dem populære til brug i kredsløbene, er, at elementerne, der leveres af dem i kredsløbene, er meget omkostningseffektive, da de fungerer effektivt og alligevel er tilgængelige til en billig pris.

Det faktum, at om temperaturkoefficienten er negativ eller positiv, bestemmer de anvendelser, hvor termistoren kan bruges.

Hvis temperaturkoefficienten er negativ, kan termistoren bruges til følgende anvendelser:

Termometre med meget lav temperatur: termistorer bruges til at måle temperaturen på meget lave niveauer i termometrene med meget lav temperatur.

Digitale termostater: Moderne digitale termostater bruger termistorer bredt og almindeligt.

Batteripakker: Batteripakkenes temperatur i hele den periode, de oplades, overvåges ved brug af NTC-termistorer.

Nogle af de batterier, der bruges i den moderne industri, er følsomme over for overopladning inklusive de meget anvendte Li-ion-batterier. I sådanne batterier er deres opladningstilstand effektivt angivet af temperaturen og derved muliggør bestemmelsen af ​​det tidspunkt, hvor opladningscyklussen skal afsluttes.

Beskyttelsesanordninger til strøm: Strømforsyningskredsløbene bruger NTC termistorer i form af enheder, der begrænser strømstyrken.

NTC-termistorerne forhindrer strømmen af ​​store strømmængder ved opstart og ved at give et indledende højt modstandsniveau, når de fungerer som beskyttelsesanordninger til forhastning.

Efter dette bliver termistoren opvarmet, og dermed falder det oprindelige modstandsniveau, der tilvejebringes af den, væsentligt, hvilket tillader strømmen af ​​store strømmængder under kredsløbets normale drift.

De termistorer, der anvendes til formålet med denne applikation, er designet i overensstemmelse hermed, og deres størrelse er således større sammenlignet med termistorer af måletypen.

Hvis temperaturkoefficienten er positiv, kan termistoren bruges til følgende anvendelser:

Strømbegrænsende enheder: De elektroniske kredsløb bruger PTC-termistorer i form af strømbegrænsende enheder.

PTC-termistorer fungerer som en alternativ enhed til den mere almindeligt anvendte sikring. Der er ingen unødvendige eller bivirkninger forårsaget af varmen, der genereres i små mængder, når enheden oplever en strøm af strøm under normale forhold.

Men hvis strømmen af ​​strømmen gennem enheden er meget stor, kan det resultere i stigning i modstanden, da varmen muligvis ikke spredes i omgivelserne, da enheden muligvis ikke kan gøre det.

Dette resulterer i generering af mere varme og derved frembringer et fænomen med positiv feedbackeffekt. Enheden er beskyttet af en sådan varme og udsving i strømmen, da strømfaldet observeres, når der er stigning i modstanden.

De anvendelser, hvor termistorer kan bruges, er af en bred vifte. Termistorer kan bruges til at registrere temperaturer på en pålidelig, billig (omkostningseffektiv) og enkel måde.

De forskellige enheder, hvor termistorer kan bruges, inkluderer termostater og brandalarmer. Termistorer kan også bruges alene sammen med andre enheder. I sidstnævnte tilfælde kan termistor bruges til at give nøjagtighed i høje grader ved at gøre det til en del af Wheatstone Bridge.

Termistorer anvendes også i form af temperaturkompensationsanordninger.

I en stor procentdel af modstandene er der en stigning i modstanden, som observeres med en tilsvarende stigning i temperaturen på grund af deres positive temperaturkoefficient.

I tilfælde af, at der er et højt krav til stabilitet af applikationerne, anvendes termistoren, der har negativ temperaturkoefficient. Dette opnås, når kredsløbet inkorporerer termistoren for at modvirke komponentens effekter, der produceres på grund af deres positive temperaturkoefficient.