Mi az a termisztor és a pozisztor, és hol használják őket

A termisztor egy félvezető alkatrész, amelynek hőmérsékletfüggő elektromos ellenállása van. Ezt az 1930-ban Samuel Reuben tudós által feltalált alkatrészt még mindig széles körben használják a technológiában.

A termisztorok különböző anyagokból készülnek, hőmérsékleti ellenállási együttható (TCR) ami meglehetősen magas - lényegesen jobb, mint a fémötvözetek és a tiszta fémek, vagyis a speciális, specifikus félvezetőkből.

Közvetlenül a fő ellenálló elemet porkohászattal, egyes fémek kalkogenideinek, halogenidjeinek és oxidjainak feldolgozásával állítják elő, különböző formákat adva nekik, például különböző méretű korongok vagy rudak, nagy alátétek, közepes csövek, vékony lemezek formájában, kis gyöngyök, néhány mikrontól több tíz milliméterig...

Az elem ellenállása és hőmérséklete közötti összefüggés természetéből adódóan a termisztorokat két nagy csoportra osztják - pozisztorokra és termisztorokra.A pozisztorok pozitív TCS-vel rendelkeznek (ezért a poszisztorokat PTC termisztoroknak is nevezik), a termisztoroknak pedig negatív a TCS-je (ezért nevezik őket NTC termisztoroknak).

Termisztor — hőmérséklet-függő ellenállás félvezető anyagból, negatív hőmérsékleti együtthatóval és nagy érzékenységgel, pozisztor — hőmérséklet-függő ellenállás pozitív együtthatóval. Így a posztor testének hőmérsékletének növekedésével az ellenállása csökken, a termisztor hőmérsékletének növekedésével az ellenállása ennek megfelelően csökken.

A termisztorok anyagai manapság a következők: átmeneti fémek, például kobalt, mangán, réz és nikkel polikristályos oxidjainak keverékei, IIIIBV típusú vegyületek, valamint adalékolt, üveges félvezetők, mint például szilícium és germánium és néhány más anyag. Figyelemre méltóak a bárium-titanát szilárd oldatos pozisztorok.

A termisztorok a következőkre oszthatók:

• Alacsony hőmérsékleti osztály (170 K alatti üzemi hőmérséklet);

• Közepes hőmérsékleti osztály (üzemi hőmérséklet 170 K és 510 K között);

• Magas hőmérsékleti osztály (üzemi hőmérséklet 570 K és magasabb);

• Különálló magas hőmérsékleti osztály (üzemi hőmérséklet 900 K és 1300 K között).

Mindezek az elemek, mind a termisztorok, mind a pozisztorok, különböző éghajlati külső körülmények között, jelentős fizikai külső és áramterhelés mellett működhetnek. Erős hőciklus esetén azonban kezdeti termoelektromos jellemzőik, mint például a névleges szobahőmérséklet-ellenállás és az ellenállás hőmérsékleti együtthatója, idővel megváltoznak.

Vannak kombinált alkatrészek is, például közvetett fűtésű termisztorok... Az ilyen készülékek háza magában foglalja a termisztort és egy galvanikusan leválasztott fűtőelemet, amely beállítja a termisztor kezdeti hőmérsékletét és ennek megfelelően a kezdeti elektromos ellenállását.

Ezeket az eszközöket változó ellenállásként használják, amelyet a termisztor fűtőelemére adott feszültség szabályoz.

Attól függően, hogy egy adott alkatrész I — V karakterisztikájának működési pontját hogyan választjuk meg, az áramkörben lévő termisztor működési módját is meghatározzuk, és maga az I — V karakterisztika is összefügg a tervezési jellemzőkkel és az alkalmazott hőmérséklettel. az alkatrész háza.

A hőmérséklet-ingadozások szabályozására és a dinamikusan változó paraméterek, például az áramló áram és az elektromos áramkörökben alkalmazott feszültség kompenzálására, amelyek a hőmérsékleti viszonyok változása után változnak, termisztorokat használnak, amelyek működési pontja az I-V lineáris szakaszán van beállítva. jellemző .

De a működési pontot hagyományosan az I-V karakterisztika (NTC termisztorok) esési szakaszán állítják be, ha a termisztort például indítóként, időreléként, a mikrohullámú sugárzás intenzitásának nyomon követésére és mérésére szolgáló rendszerben használják, tűzjelző rendszerekben, hőszabályozás, az ömlesztett anyagok és folyadékok áramlását szabályozó berendezésekben.

Napjaink legnépszerűbb középhőmérsékletű termisztorai és poszitorai TCS-vel -2,4-től -8,4%-ig 1 K-on... Széles ellenállási tartományban működnek az ohmoktól a megaohmokig.

Vannak szilícium alapon készült pozisztorok, amelyek TCR-értéke viszonylag alacsony, 0,5% és 0,7% között van 1 K-en. Ellenállásuk szinte lineárisan változik.Az ilyen pozisztorokat széles körben használják hőmérséklet-stabilizáló rendszerekben és teljesítmény-félvezető kapcsolók aktív hűtési rendszereiben különféle modern elektronikus eszközökben, különösen nagy teljesítményűekben. Ezek az alkatrészek könnyen illeszkednek a kapcsolási rajzokba, és nem foglalnak sok helyet a táblán.

Egy tipikus pozisztor kerámia korong formájú, néha több elemet is sorba szerelnek be egy esetben, de gyakrabban egy változatban védőzománcbevonatban. A pozisztorokat gyakran használják biztosítékként az elektromos áramkörök túlfeszültségtől és áramtól való védelmére, valamint hőmérséklet-érzékelők és önstabilizáló elemek, szerénységük és fizikai stabilitásuk miatt.

A termisztorokat széles körben használják az elektronika számos területén, különösen ott, ahol fontos a hőmérsékleti folyamat pontos szabályozása. Ez vonatkozik az adatátviteli berendezésekre, a számítástechnikára, a nagy teljesítményű processzorokra és a nagy pontosságú ipari berendezésekre.

A termisztoros alkalmazások egyik legegyszerűbb és legnépszerűbb példája a hatékony bekapcsolási áramkorlátozás. Jelenleg a tápfeszültség a hálózatról érkezik, rendkívül éles kondenzátor töltés jelentős kapacitás és nagy töltőáram folyik a primer áramkörben, ami elégetheti a diódahidat.

Ez az áram itt van és a termisztor korlátozza, vagyis ez az áramköri komponens a rajta áthaladó áram függvényében változtatja az ellenállását, mert Ohm törvénye szerint felmelegszik. A termisztor néhány perc múlva visszanyeri eredeti ellenállását, amint szobahőmérsékletre hűl.