Termistor

Termistor NTC

CTR – "polimerowe bezpieczniki"

Termistor – opornik półprzewodnikowy lub metalowy, którego rezystancja (opór) zależy od temperatury. Wykonuje się je z tlenków: manganu, niklu, kobaltu, miedzi, glinu, wanadu i litu. Od rodzaju i proporcji użytych tlenków zależą właściwości termistora.

Rodzaje termistorów

• NTC – o ujemnym współczynniku temperaturowym (ang. negative temperature coefficient) – wzrost temperatury powoduje zmniejszanie się rezystancji;
• PTC – (pozystor) o dodatnim współczynniku temperaturowym (ang. positive temperature coefficient), wzrost temperatury powoduje wzrost rezystancji;
• CTR – o skokowej zmianie rezystancji (ang. critical temperature resistor) – wzrost temperatury powyżej określonej powoduje gwałtowną zmianę wzrost/spadek rezystancji. W termistorach polimerowych następuje szybki wzrost rezystancji (bezpieczniki polimerowe), a w ceramicznych, zawierających związki baru, spadek.

Podstawowe parametry

• R – rezystancja nominalna, znormalizowana podawana jest zazwyczaj w temperaturze 25 °C jako R₂₅
• α – TWR – Temperaturowy współczynnik rezystancji (dla termistorów typu CTR podaje się temperaturę krytyczną)
• P – dopuszczalna moc
• B – stała materiałowa (wyrażona zwykle w kK – kiloKelwinach)
• tolerancja, w zależności od rodzaju wykonania termistora

Dla termistorów (z wyjątkiem typu CTR) dla niezbyt dużych różnic temperatur zależność rezystancji od temperatury można uznać za liniową, co można wyrazić wzorem:

$R=R_{0}\cdot [1+\alpha \cdot (T-T_{0})]$

gdzie

$R$ – rezystancja termistora w temperaturze $T$

$R_{0}$ – rezystancja w temperaturze odniesienia $T_{0}$

$\alpha$ – główny współczynnik temperaturowy termistora.

Dla termistorów PTC współczynnik α jest większy od zera, natomiast dla NTC – mniejszy od zera.

Zmiana temperatury wewnętrznej termistora, a tym samym i jego rezystancji może być powodowana zmianą temperatury otoczenia lub też zmianą natężenia prądu płynącego przez termistor (wydzielanej mocy elektrycznej).

Temperatura termistora zależy od wydzielanej w nim mocy zgodnie z zależnością:

$T=K\cdot P_{T}+T_{a}$

gdzie

$T$ – temperatura termistora

$T_{a}$ – temperatura otoczenia

$P_{T}$ – moc wydzielana w termistorze

$K$ – opór cieplny liczony w [ K/W ].

Zależność oporu R termistora typu NTC od temperatury T (w kelwinach) wyraża się wzorem:

$R(T)=R_{0}\exp {\frac {W}{2kT}}$

gdzie

$R_{0}$ - stała termistora,

$W$ - szerokość pasma zabronionego półprzewodnika,

$k$ - stała Boltzmanna.

Zastosowania

Termistory wykorzystywane są szeroko w elektronice jako:

• czujniki temperatury (KTY), w układach kompensujących zmiany parametrów obwodów przy zmianie temperatury, w układach zapobiegających nadmiernemu wzrostowi prądu, do pomiarów temperatury,
• elementy kompensujące zmianę oporności innych elementów elektronicznych np. we wzmacniaczach i generatorach bardzo niskich częstotliwości.
• ograniczniki natężenia prądu (bezpieczniki elektroniczne) – termistory typu CTR, np. w układach akumulatorów telefonów, zapobiegając uszkodzeniu akumulatorów w wyniku zwarcia lub zbyt szybkiego ładowania.
• czujniki tlenu.