Termistör ve pozistör nedir ve nerede kullanılırlar?

Termistör, sıcaklığa bağlı elektrik direncine sahip yarı iletken bir bileşendir. 1930 yılında bilim adamı Samuel Reuben tarafından icat edilen bu bileşen, teknolojide hala yaygın olarak kullanılmaktadır.

Termistörler farklı malzemelerden yapılmıştır, sıcaklık direnci katsayısı (TCR) oldukça yüksek - metal alaşımlarından ve saf metallerden, yani özel, özel yarı iletkenlerden önemli ölçüde üstün.

Doğrudan, ana dirençli eleman, toz metalurjisi, bazı metallerin kalkojenitleri, halojenürleri ve oksitlerini işleyerek elde edilir, onlara farklı şekiller verir, örneğin farklı boyutlarda diskler veya çubuklar, büyük rondelalar, orta borular, ince plakalar, boyutları birkaç mikrondan onlarca milimetreye kadar olan küçük boncuklar...

Elemanın direnci ile sıcaklığı arasındaki ilişkinin doğası gereği, termistörleri iki büyük gruba ayırırlar - pozistörler ve termistörler.Pozitörlerin pozitif TCS'si vardır (bu nedenle, pozitörlere PTC termistörleri de denir) ve termistörlerin negatif TCS'si vardır (bu nedenle NTC termistörleri olarak adlandırılırlar).

Termistör - negatif sıcaklık katsayısına ve yüksek hassasiyete sahip yarı iletken malzemeden yapılmış sıcaklığa bağlı direnç, pozistör - pozitif katsayılı sıcaklığa bağlı direnç. Böylece, pozistörün vücut sıcaklığı arttıkça direnci azalır ve termistörün sıcaklığı arttıkça direnci buna bağlı olarak azalır.

Günümüzde termistörler için malzemeler şunlardır: kobalt, manganez, bakır ve nikel gibi geçiş metallerinin polikristal oksit karışımları, tip IIIBV bileşikleri ve ayrıca silikon ve germanyum gibi katkılı, camsı yarı iletkenler ve diğer bazı maddeler. Baryum titanat katı çözelti pozlayıcıları dikkate değerdir.

Termistörler şu şekilde sınıflandırılabilir:

• Düşük sıcaklık sınıfı (çalışma sıcaklığı 170 K'nin altında);

• Orta sıcaklık sınıfı (çalışma sıcaklığı 170 K ila 510 K);

• Yüksek sıcaklık sınıfı (çalışma sıcaklığı 570 K ve üzeri);

• Ayrı bir yüksek sıcaklık sınıfı (900 K ila 1300 K arası çalışma sıcaklığı).

Hem termistör hem de pozistör olan tüm bu elemanlar, farklı iklimsel dış koşullarda ve önemli fiziksel dış ve akım yükleri altında çalışabilir. Bununla birlikte, şiddetli ısı çevrimi altında, nominal oda sıcaklığı direnci ve sıcaklık direnç katsayısı gibi ilk termoelektrik özellikleri zamanla değişir.

Kombine bileşenler de vardır, örneğin dolaylı olarak ısıtılan termistörler... Bu tür cihazların mahfazaları, termistörün kendisini ve termistörün başlangıç ​​sıcaklığını ve buna bağlı olarak başlangıç ​​elektrik direncini ayarlayan galvanik olarak izole edilmiş bir ısıtma elemanını içerir.

Bu cihazlar, termistörün ısıtma elemanına uygulanan voltaj tarafından kontrol edilen değişken dirençler olarak kullanılır.

Belirli bir bileşenin I - V özelliğinin çalışma noktasının nasıl seçildiğine bağlı olarak, devredeki termistörün çalışma modu da belirlenir ve I - V karakteristiğinin kendisi, tasarım özellikleri ve uygulanan sıcaklık ile ilgilidir. bileşenin muhafazası.

Sıcaklık dalgalanmalarını kontrol etmek ve elektrik devrelerinde akan akım ve sıcaklık koşullarındaki bir değişiklikten sonra değişen uygulanan voltaj gibi dinamik olarak değişen parametreleri telafi etmek için termistörler, I - V'nin doğrusal bölümünde ayarlanmış bir çalışma noktası ile kullanılır. karakteristik

Ancak termistör, örneğin mikrodalga radyasyonunun yoğunluğunu izlemek ve ölçmek için bir sistemde bir marş motoru, zaman rölesi olarak kullanılıyorsa, çalışma noktası geleneksel olarak I - V karakteristiğinin (NTC termistörler) düşen bölümüne ayarlanır. yangın alarm sistemlerinde, termal kontrol, dökme maddelerin ve sıvıların akışını kontrol eden tesislerde.

Günümüzün en popüler orta sıcaklık termistörleri ve 1 K'da %-2,4'ten -%8,4'e kadar TCS'li pozistörler... Ohm'dan megohm'a kadar geniş bir direnç aralığında çalışırlar.

Silikon bazında yapılan 1 K'da %0,5 ila %0,7 gibi nispeten düşük TCR'ye sahip pozitörler vardır. Dirençleri neredeyse doğrusal olarak değişir.Bu tür konumlayıcılar, çeşitli modern elektronik cihazlarda, özellikle güçlü olanlarda, sıcaklık stabilizasyon sistemlerinde ve güç yarı iletken anahtarlarının aktif soğutma sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bileşenler şemalara kolayca sığar ve tahtada fazla yer kaplamaz.

Tipik bir pozistör seramik bir disk şeklindedir, bazen bir durumda birkaç eleman seri olarak kurulur, ancak daha sıklıkla koruyucu bir emaye kaplamada tek bir varyantta bulunur. Pozistörler, gösterişsizlikleri ve fiziksel kararlılıkları nedeniyle genellikle elektrik devrelerini aşırı gerilim ve akımdan korumak için sigorta olarak, ayrıca sıcaklık sensörleri ve kendi kendini dengeleyen elemanlar olarak kullanılır.

Termistörler, özellikle sıcaklık sürecinin hassas kontrolünün önemli olduğu birçok elektronik alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, veri aktarım ekipmanı, bilgisayar teknolojisi, yüksek performanslı işlemciler ve yüksek hassasiyetli endüstriyel ekipman için geçerlidir.

Termistör uygulamalarının en basit ve en popüler örneklerinden biri etkili ani akım sınırlamasıdır. Şu anda, güç kaynağına şebekeden voltaj sağlanıyor, son derece keskin kondansatör şarjı birincil devrede diyot köprüsünü yakabilen önemli bir kapasitans ve büyük bir şarj akımı akar.

Bu akım buradadır ve termistör tarafından sınırlandırılmıştır yani bu devre elemanı içinden geçen akıma bağlı olarak direncini değiştirir çünkü Ohm kanununa göre ısınır. Termistör, oda sıcaklığına soğuduğunda birkaç dakika sonra orijinal direncini geri kazanır.