Терморезисторы

Терморезисторы - это полупроводниковые резисторы, в которых используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.

Различают два типа терморезисторов: термистор, сопротивление которого с ростом температуры падает (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ТКС), и позистор, у которого сопротивление с повышением температуры возрастает (с положительным ТКС).

В термисторах (прямого подогрева) сопротивление изменяется или под влиянием тепла, выделяющегося в них при прохождении электрического тока, или в результате изменения температуры термистора при изменении теплового облучения термистора (например, при изменении температуры окружающей среды).

Уменьшение сопротивления полупроводника с увеличением температуры может быть обусловлено следующими причинами - увеличением концентрации носителей заряда и увеличением их подвижности.

Основная часть термисторов, выпускаемых промышленностью, изготовлена из поликристаллических окисных полупроводников - из окислов металлов.

Конструктивно термисторы оформляют в виде: цилиндров, стержней, дисков, пластин или бусинок и получают методами керамической технологии, т.е. путем обжига заготовок при высокой температуре.

Материалом для изготовления позисторов служит титан - бариевая керамика с примесью редкоземельных элементов. Такой материал обладает аномальной температурной зависимостью: в узком диапазоне температур (диапазоне температур выше точки Кюри) его удельное сопротивление увеличивается на несколько порядков с увеличением температуры.

Конструктивно позисторы оформляют аналогично термисторам.

Основные параметры термисторов:

номинальное сопротивление - это его сопротивление при определенной температуре (обычно 20⁰С) (от нескольких Ом до нескольких кОм с допустимым отклонением от номинального сопротивления ±5, ±10 и ±20%);

температурный коэффициент сопротивления терморезистора показывает относительное изменение сопротивления терморезистора при изменении температуры на один градус:

(2.2)

Температурный коэффициент сопротивления зависит от температуры, поэтому его записывают с индексом, указывающим температуру, при которой имеет место данное значение.

Значения ТКС при комнатной температуре различных термисторов находятся в пределах (0,8…6,0) 10^-2К^-1;

максимально допустимая температура - это температура, при которой еще не происходит необратимых изменений параметров и характеристик терморезистора;

допустимая мощность рассеяния - это мощность, при которой терморезистор, находящийся в спокойном воздухе при температуре 20⁰С, разогревается при прохождении тока до максимально допустимой температуры;

постоянная времени терморезистора - это время, в течение которого температура терморезистора уменьшается в е раз по отношению к разности температур терморезистора и окружающей среды (например, при переносе терморезистора из воздушной среды с t = 120⁰C в воздушную среду с t = 20⁰C).

Тепловая инерционность терморезистора, характеризуемая его постоянной времени, определяется конструкцией и размерами и зависит от теплопроводности среды, в которой находится терморезистор.

Для разных типов термисторов постоянная времени лежит в пределах от 0,5 до 140с.

Температурная характеристика терморезистора - это зависимость его сопротивления от температуры.

Рисунок 2.2 - Температурные характеристики терморезисторов: 1 - термистор; 2 – позистор

Терморезисторы (термисторы и позисторы) применяют для температурной стабилизации режима транзисторных усилителей, а также в различных устройствах измерения, контроля и автоматики (измерения контроля и автоматического регулирования температуры, температурной и пожарной сигнализации и др.).