Mis on termistor ja posistor ja kus neid kasutatakse

Termistor on pooljuhtkomponent, millel on temperatuurist sõltuv elektritakistus. Selle 1930. aastal teadlase Samuel Reubeni leiutatud komponenti kasutatakse tehnikas laialdaselt siiani.

Termistorid on valmistatud erinevatest materjalidest, temperatuuri takistustegur (TCR) mis on üsna kõrge — oluliselt parem kui metallisulamid ja puhtad metallid ehk spetsiaalsed, spetsiifilised pooljuhid.

Otseselt saadakse peamine takistuselement pulbermetallurgia teel, töödeldakse kalkogeniide, halogeniide ja mõningate metallide oksiide, andes neile erineva kuju, näiteks erineva suurusega ketaste või varraste, suurte seibide, keskmiste torude, õhukeste plaatide kujul, väikesed helmed, mille suurus on mõnest mikronist kuni kümnete millimeetriteni...

Elemendi takistuse ja selle temperatuuri vahelise korrelatsiooni olemuse järgi jagavad nad termistorid kahte suurde rühma - posistorid ja termistorid.Posistoridel on positiivne TCS (sellel põhjusel nimetatakse posistoreid ka PTC termistoriteks) ja termistoridel on negatiivne TCS (seetõttu nimetatakse neid NTC termistoriteks).

Termistor — temperatuurist sõltuv takisti, mis on valmistatud pooljuhtmaterjalist negatiivse temperatuuriteguri ja kõrge tundlikkusega, posistor — temperatuurist sõltuv takisti positiivse koefitsiendiga. Seega, kui posistori korpuse temperatuur tõuseb, siis selle takistus väheneb ja termistori temperatuuri tõustes vastavalt ka takistus.

Tänapäeva termistoride materjalid on: siirdemetallide, nagu koobalt, mangaan, vask ja nikkel, polükristalliliste oksiidide segud, IIIIBV tüüpi ühendid, samuti legeeritud, klaasjad pooljuhid nagu räni ja germaanium ning mõned muud ained. Märkimisväärsed on baariumtitanaadi tahkelahuse posistorid.

Termistoreid võib liigitada järgmiselt:

• Madala temperatuuri klass (töötemperatuur alla 170 K);

• Keskmise temperatuuri klass (töötemperatuur 170 K kuni 510 K);

• Kõrge temperatuuriklass (töötemperatuur 570 K ja üle selle);

• Eraldi kõrgtemperatuuriline klass (töötemperatuur 900 K kuni 1300 K).

Kõik need elemendid, nii termistorid kui posistorid, võivad töötada erinevates kliimatingimustes ning oluliste füüsiliste välis- ja voolukoormuste korral. Tõsise termotsükli korral muutuvad nende esialgsed termoelektrilised omadused, nagu nominaalne toatemperatuuri takistus ja temperatuuritakistustegur, aja jooksul.

On ka kombineeritud komponente, näiteks kaudsoojendusega termistorid... Selliste seadmete korpused sisaldavad termistorit ennast ja galvaaniliselt isoleeritud kütteelementi, mis määrab termistori algtemperatuuri ja vastavalt ka selle esialgse elektritakistuse.

Neid seadmeid kasutatakse muutuvate takistitena, mida juhib termistori kütteelemendile rakendatav pinge.

Olenevalt sellest, kuidas on valitud antud komponendi karakteristiku I — V tööpunkt, määratakse ka termistori töörežiim ahelas Ja I — V karakteristik ise on seotud projekteerimisomaduste ja sellele rakendatava temperatuuriga. komponendi korpus.

Temperatuurikõikumiste kontrollimiseks ja dünaamiliselt muutuvate parameetrite (nt voolav vool ja rakendatav pinge elektriahelates), mis muutuvad pärast temperatuuritingimuste muutumist, kompenseerimiseks kasutatakse termistoreid, mille tööpunkt on seatud I–V lineaarsele lõigule. iseloomulik .

Kuid tööpunkt määratakse traditsiooniliselt I-V karakteristiku (NTC termistorid) langevale lõigule, kui termistorit kasutatakse näiteks starterina, ajareleena, mikrolainekiirguse jälgimise ja intensiivsuse mõõtmise süsteemis, tulekahjusignalisatsioonisüsteemides, termoregulatsioon, puisteainete ja vedelike voolu reguleerimise seadmetes.

Tänapäeva populaarseimad kesktemperatuuri termistorid ja posistorid TCS-iga -2,4 kuni -8,4% 1 K juures... Need töötavad laias vahemikus oomidest kuni megaoomideni.

On olemas räni baasil valmistatud posistoreid, mille TCR on suhteliselt madal 0,5–0,7% temperatuuril 1 K. Nende takistus muutub peaaegu lineaarselt.Selliseid posistoreid kasutatakse laialdaselt temperatuuri stabiliseerimissüsteemides ja jõupooljuhtlülitite aktiivjahutussüsteemides erinevates kaasaegsetes elektroonikaseadmetes, eriti võimsates. Need komponendid sobivad kergesti skeemidesse ja ei võta palju ruumi.

Tüüpiline posistor on keraamilise ketta kujul, mõnikord paigaldatakse mitu elementi järjestikku ühel korpusel, sagedamini aga ühes variandis kaitsvas emailkattes. Posistoreid kasutatakse sageli kaitsmetena elektriahelate kaitsmiseks liigpinge ja voolu eest, samuti temperatuuriandureid ja isestabiliseeruvaid elemente nende vähenõudlikkuse ja füüsilise stabiilsuse tõttu.

Termistoreid kasutatakse laialdaselt paljudes elektroonikavaldkondades, eriti seal, kus on oluline temperatuuriprotsessi täpne juhtimine. See kehtib andmeedastusseadmete, arvutitehnoloogia, suure jõudlusega protsessorite ja ülitäpsete tööstusseadmete kohta.

Üks lihtsamaid ja populaarsemaid termistorirakenduste näiteid on tõhus sisselülitusvoolu piiramine. Hetkel antakse pinge vooluvõrku, üliäge kondensaatori laeng primaarahelas voolab märkimisväärne mahtuvus ja suur laadimisvool, mis võib dioodisilla põletada.

See vool on siin ja seda piirab termistor ehk see skeemi komponent muudab oma takistust olenevalt seda läbivast voolust, kuna Ohmi seaduse järgi see soojeneb. Seejärel taastab termistor oma esialgse takistuse mõne minuti pärast, niipea kui see jahtub toatemperatuurini.