O que é um termistor e um posistor e onde eles são usados

Um termistor é um componente semicondutor com uma resistência elétrica dependente da temperatura. Inventado em 1930 pelo cientista Samuel Reuben, esse componente ainda é muito utilizado na tecnologia.

Os termistores são feitos de diferentes materiais, coeficiente de temperatura de resistência (TCR) o que é bastante alto - significativamente superior às ligas metálicas e metais puros, ou seja, de semicondutores especiais e específicos.

Diretamente, o principal elemento resistivo é obtido por metalurgia do pó, processando calcogenetos, halogenetos e óxidos de alguns metais, dando-lhes diferentes formas, por exemplo, na forma de discos ou hastes de tamanhos diferentes, arruelas grandes, tubos médios, placas finas, pequenas contas, com tamanhos de alguns mícrons a dezenas de milímetros...

Pela natureza da correlação entre a resistência do elemento e sua temperatura, eles dividem os termistores em dois grandes grupos - posistores e termistores.Posistores têm um TCS positivo (por isso, os posistores também são chamados de termistores PTC) e os termistores têm um TCS negativo (por isso são chamados de termistores NTC).

Termistor — resistor dependente da temperatura feito de material semicondutor com coeficiente de temperatura negativo e alta sensibilidade, positor — resistor dependente da temperatura com coeficiente positivo. Assim, à medida que a temperatura do corpo do positor aumenta, sua resistência diminui e, à medida que a temperatura do termistor aumenta, sua resistência diminui proporcionalmente.

Os materiais para termistores hoje são: misturas de óxidos policristalinos de metais de transição, como cobalto, manganês, cobre e níquel, compostos do tipo IIIIBV, bem como semicondutores vítreos dopados, como silício e germânio e algumas outras substâncias. Notáveis ​​são os posistores de solução sólida de titanato de bário.

Os termistores podem ser classificados como:

• Classe de baixa temperatura (temperatura de operação abaixo de 170 K);

• Classe de temperatura média (temperatura de operação de 170 K a 510 K);

• Classe de alta temperatura (temperatura operacional de 570 K e acima);

• Uma classe de alta temperatura separada (temperatura operacional de 900 K a 1300 K).

Todos esses elementos, tanto termistores quanto posistores, podem funcionar em diferentes condições climáticas externas e sob cargas físicas externas e de corrente significativas. No entanto, sob termociclagem severa, suas características termoelétricas iniciais, como resistência nominal à temperatura ambiente e coeficiente de resistência à temperatura, mudam com o tempo.

Existem também componentes combinados, por exemplo, termistores aquecidos indiretamente... As caixas de tais dispositivos contêm o próprio termistor e um elemento de aquecimento galvanicamente isolado que define a temperatura inicial do termistor e, conseqüentemente, sua resistência elétrica inicial.

Esses dispositivos são usados ​​como resistores variáveis ​​controlados pela tensão aplicada ao elemento de aquecimento do termistor.

Dependendo de como o ponto de operação da característica I - V de um determinado componente é escolhido, o modo de operação do termistor no circuito também é determinado. E a própria característica I - V está relacionada às características de projeto e à temperatura aplicada ao alojamento do componente.

Para controlar as flutuações de temperatura e compensar parâmetros que mudam dinamicamente, como o fluxo de corrente e a tensão aplicada em circuitos elétricos, que mudam após uma mudança nas condições de temperatura, os termistores são usados ​​com um ponto de operação definido na seção linear do I - V característica .

Mas o ponto de operação é tradicionalmente definido na seção descendente da característica I - V (termistores NTC) se o termistor for usado, por exemplo, como um acionador de partida, relé de tempo, em um sistema para rastrear e medir a intensidade da radiação de micro-ondas, em sistemas de alarme de incêndio, controle térmico, em instalações para controle de fluxo de substâncias a granel e líquidos.

Os termistores e posistores de temperatura média mais populares de hoje com TCS de -2,4 a -8,4% a 1 K... Eles operam em uma ampla gama de resistências de ohms a megohms.

Existem positores com um TCR relativamente baixo de 0,5% a 0,7% a 1 K feitos à base de silício. Sua resistência muda quase linearmente.Esses posistores são amplamente utilizados em sistemas de estabilização de temperatura e em sistemas de resfriamento ativo de chaves semicondutoras de potência em vários dispositivos eletrônicos modernos, especialmente nos poderosos. Esses componentes se encaixam facilmente em esquemas e não ocupam muito espaço na placa.

Um posistor típico tem a forma de um disco de cerâmica, às vezes vários elementos são instalados em série em uma caixa, mas mais frequentemente em uma variante em um revestimento protetor de esmalte. Posistores são frequentemente usados ​​como fusíveis para proteger circuitos elétricos de sobretensão e corrente, bem como sensores de temperatura e elementos auto-estabilizadores, devido à sua despretensão e estabilidade física.

Os termistores são amplamente utilizados em muitas áreas da eletrônica, especialmente onde o controle preciso do processo de temperatura é importante. Isso se aplica a equipamentos de transmissão de dados, tecnologia de computadores, processadores de alto desempenho e equipamentos industriais de alta precisão.

Um dos exemplos mais simples e populares de aplicações de termistor é a limitação eficaz da corrente de irrupção. No momento, a tensão é fornecida à fonte de alimentação da rede elétrica, extremamente acentuada carga do capacitor capacitância significativa e uma grande corrente de carga flui no circuito primário, o que pode queimar a ponte de diodo.

Essa corrente está aqui e ela é limitada pelo termistor, ou seja, esse componente do circuito muda sua resistência dependendo da corrente que passa por ele, pois segundo a lei de Ohm, ele esquenta. O termistor então recupera sua resistência original, após alguns minutos, assim que esfria até a temperatura ambiente.