Termistor je vrsta otpornika čiji otpor značajno varira s temperaturom. Kao dobavljač elektroničkih komponenti, često susrećem kupce koji su zainteresirani za svojstva termistora, budući da ta svojstva određuju njihovu primjenu u raznim elektroničkim sklopovima. U ovom blogu istražit ću ključna svojstva termistora i raspravljati o njihovim implikacijama u praktičnoj uporabi.
1. Odnos temperature i otpora
Najosnovnije svojstvo termistora je odnos temperature i otpora. Postoje dvije glavne vrste termistora na temelju ovog odnosa: termistori s negativnim temperaturnim koeficijentom (NTC) i termistori s pozitivnim temperaturnim koeficijentom (PTC).
NTC termistori
NTC termistori su najčešće korišteni tip. Njihov otpor opada s porastom temperature. To je zato što se u NTC termistoru, kako temperatura raste, više nositelja naboja (elektrona ili šupljina) oslobađa u vodljivi pojas zbog toplinske pobude. Matematički odnos između otpora ($R_T$) i temperature ($T$) za NTC termistor može se aproksimirati Steinhart-Hart jednadžbom:
$\frac{1}{T}=A + B\ln(R_T)+C(\ln(R_T))^3$
gdje su $A$, $B$ i $C$ Steinhart-Hartovi koeficijenti, koji su specifični za svaki termistor i određuju se kalibracijom.
NTC termistori naširoko se koriste u aplikacijama za mjerenje temperature. Na primjer, u sustavu ventilatora s kontroliranom temperaturom, NTC termistor očitava temperaturu okoline. Kako temperatura raste, otpor NTC termistora se smanjuje, što mijenja napon u krugu razdjelnika napona. Ova promjena napona se zatim koristi za kontrolu brzine ventilatora.
PTC termistori
PTC termistori, s druge strane, imaju otpor koji raste s porastom temperature. Postoje dvije podvrste PTC termistora: silicijski PTC termistori i keramički PTC termistori.
Silikonski PTC termistori imaju linearni porast otpora s temperaturom u određenom rasponu. Često se koriste u aplikacijama za precizno mjerenje temperature i kompenzaciju.
Keramički PTC termistori, također poznati kao sklopni PTC termistori, imaju nagli porast otpora pri određenoj temperaturi koja se naziva Curiejeva temperatura. Ispod Curiejeve temperature, otpor keramičkog PTC termistora je relativno nizak. Jednom kada temperatura prijeđe Curiejevu temperaturu, otpor se povećava za nekoliko redova veličine. Ovo svojstvo čini keramičke PTC termistore prikladnima za zaštitu od prekomjerne struje. Na primjer, u punjaču baterija, keramički PTC termistor može se spojiti serijski s baterijom. Ako struja prijeđe sigurnu razinu, temperatura PTC termistora raste, a njegov otpor se znatno povećava, ograničavajući protok struje i štiteći bateriju od prekomjernog punjenja.
2. Osjetljivost
Osjetljivost termistora odnosi se na promjenu otpora po jedinici promjene temperature. To je važno svojstvo jer određuje koliko točno termistor može mjeriti promjene temperature.
Za NTC termistore, osjetljivost je obično veća na nižim temperaturama. Osjetljivost ($\alpha$) definirana je kao frakcijska promjena otpora po promjeni temperature po stupnju Celzijusa:
$\alpha=\frac{1}{R}\frac{dR}{dT}$
Veća osjetljivost znači da će mala promjena temperature rezultirati velikom promjenom otpora, što olakšava otkrivanje temperaturnih varijacija. Međutim, termistori visoke osjetljivosti također mogu biti skloniji buci i nestabilnosti.
3. Točnost
Točnost je još jedno ključno svojstvo termistora. Odnosi se na to koliko izmjereni otpor odgovara stvarnoj temperaturi. Na točnost termistora utječe nekoliko čimbenika, uključujući proces proizvodnje, kalibraciju i uvjete okoline.
Tijekom procesa proizvodnje, varijacije u sastavu materijala i strukturi mogu dovesti do razlika u temperaturno-otpornim karakteristikama termistora. Stoga je potrebna odgovarajuća kalibracija kako bi se osiguralo točno mjerenje temperature. Kalibracija uključuje mjerenje otpora termistora na nekoliko poznatih temperatura i zatim korištenje tih podataka za određivanje Steinhart-Hart koeficijenata.
Čimbenici okoline kao što su vlaga, tlak i mehanički stres također mogu utjecati na točnost termistora. Na primjer, visoka vlažnost može uzrokovati upijanje vlage u materijalu termistora, što može promijeniti njegova električna svojstva.
4. Vrijeme odziva
Vrijeme odziva termistora je vrijeme koje je potrebno termistoru da postigne određeni postotak (obično 63,2%) svoje konačne vrijednosti otpora kada je podvrgnut postupnoj promjeni temperature. To je važno svojstvo u primjenama gdje je potrebno detektirati brze promjene temperature, kao što su toplinski zaštitni krugovi.
Vrijeme odziva termistora ovisi o njegovoj fizičkoj veličini, obliku i toplinskoj vodljivosti medija koji ga okružuje. Općenito, manji termistori imaju kraće vrijeme odziva jer imaju manju toplinsku masu. Na primjer, termistori za površinsku montažu obično imaju kraće vrijeme odziva u usporedbi s termistorima s većim otvorom.
5. Samozagrijavanje
Kada struja teče kroz termistor, ona rasipa snagu u obliku topline prema formuli $P = I^2R$, gdje je $I$ struja, a $R$ otpor termistora. Ovo samozagrijavanje može uzrokovati porast temperature termistora iznad temperature okoline, što dovodi do pogreške u mjerenju temperature.
Učinak samozagrijavanja karakterizira konstanta disipacije ($\delta$), koja se definira kao snaga potrebna za podizanje temperature termistora za 1°C iznad temperature okoline. Kako bi se minimizirao učinak samozagrijavanja, struja koja teče kroz termistor treba biti što niža. U nekim se primjenama koristi izvor stalne struje kako bi se osigurala stabilna i niska struja kroz termistor.
Prijave i naša ponuda proizvoda
Termistori se koriste u širokom rasponu primjena, uključujući mjerenje i kontrolu temperature, zaštitu od prekomjerne struje i ograničavanje udarne struje. Kao dobavljač elektroničkih komponenti, nudimo visokokvalitetne termistore s izvrsnim svojstvima. Osim termistora, nudimo i razne druge elektroničke komponente kao što suCBB65 AC motor kondenzator,CD60 početni kondenzator, iCBB61 Kondenzator za pokretanje AC motora.
Ako ste zainteresirani za naše termistore ili druge elektroničke komponente, pozivamo vas da nas kontaktirate radi nabave i daljnjih razgovora. Imamo profesionalni tim koji vam može pružiti detaljne informacije o proizvodu i tehničku podršku kako bi vam pomogli odabrati najprikladnije komponente za vaše aplikacije.
Reference
- "Termistori: teorija, dizajn i primjena" Johna W. Hortona
- "Elektronički uređaji i teorija krugova" Roberta L. Boylestada i Louisa Nashelskog
- Tehničke tablice proizvođača raznih termistora