Termistor je vrsta otpornika čiji otpor značajno varira s temperaturom. Kao dobavljač elektronskih komponenti, često se susrećem sa kupcima koje zanimaju svojstva termistora, jer ta svojstva određuju njihovu primjenu u različitim elektronskim kolima. U ovom blogu ću se pozabaviti ključnim svojstvima termistora i razgovarati o njihovim implikacijama u praktičnoj upotrebi.
1. Odnos temperature - otpora
Najosnovnije svojstvo termistora je njegov odnos između temperature i otpora. Postoje dvije glavne vrste termistora zasnovane na ovom odnosu: termistori s negativnim temperaturnim koeficijentom (NTC) i termistori s pozitivnim temperaturnim koeficijentom (PTC).
NTC termistori
NTC termistori su najčešće korišteni tipovi. Njihov otpor se smanjuje kako temperatura raste. To je zato što se u NTC termistoru, kako temperatura raste, više nosilaca naboja (elektrona ili rupa) oslobađa u provodni pojas zbog termičke pobude. Matematički odnos između otpora ($R_T$) i temperature ($T$) za NTC termistor može se aproksimirati Steinhartovom - Hartovom jednačinom:
$\frac{1}{T}=A + B\ln(R_T)+C(\ln(R_T))^3$
gdje su $A$, $B$ i $C$ Steinhart-Hartovi koeficijenti, koji su specifični za svaki termistor i određuju se kalibracijom.
NTC termistori se široko koriste u aplikacijama senzora temperature. Na primjer, u sistemu ventilatora s kontroliranom temperaturom, NTC termistor osjeća temperaturu okoline. Kako temperatura raste, otpor NTC termistora se smanjuje, što mijenja napon u krugu napona - razdjelnika. 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 dva podtipa PTC termistora: silicijumski PTC termistori i keramički PTC termistori.
Silicijumski PTC termistori imaju linearni porast otpora sa temperaturom u određenom opsegu. Često se koriste u preciznim mjerenjima temperature i primjenama kompenzacije.
Keramički PTC termistori, poznati i kao preklopni PTC termistori, imaju nagli porast otpora na određenoj temperaturi koja se naziva Curie temperatura. Ispod Curie temperature, otpor keramičkog PTC termistora je relativno nizak. Kada temperatura pređe Curieovu temperaturu, otpor se povećava za nekoliko redova veličine. Ovo svojstvo čini keramičke PTC termistore pogodnim za zaštitu od prekomjerne struje. Na primjer, u punjaču baterija, keramički PTC termistor se može spojiti u seriju s baterijom. Ako struja prijeđe siguran nivo, temperatura PTC termistora raste, a njegov otpor se značajno povećava, ograničavajući protok struje i štiteći bateriju od prekomjernog punjenja.
2. Osetljivost
Osjetljivost termistora se odnosi na promjenu otpora po jedinici promjene temperature. To je važno svojstvo jer određuje koliko precizno termistor može mjeriti promjene temperature.
Za NTC termistore, osjetljivost je tipično veća na nižim temperaturama. Osetljivost ($\alpha$) je definisana kao delimična promena otpora po stepenu Celzijusa promene temperature:
$\alpha=\frac{1}{R}\frac{dR}{dT}$
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. Preciznost
Preciznost je još jedno ključno svojstvo termistora. Odnosi se na to koliko blisko izmjereni otpor odgovara stvarnoj temperaturi. Na tačnost termistora utiče nekoliko faktora, uključujući proces proizvodnje, kalibraciju i uslove okoline.
Tokom procesa proizvodnje, varijacije u sastavu i strukturi materijala mogu dovesti do razlika u karakteristikama temperaturno-otpornih termistora. Stoga je neophodna odgovarajuća kalibracija kako bi se osiguralo precizno mjerenje temperature. Kalibracija uključuje mjerenje otpora termistora na nekoliko poznatih temperatura, a zatim korištenje ovih tačaka podataka za određivanje Steinhart-Hartovih koeficijenata.
Faktori okoline kao što su vlažnost, pritisak i mehanički stres takođe mogu uticati na tačnost termistora. Na primjer, visoka vlažnost može uzrokovati apsorpciju vlage u materijalu termistora, što može promijeniti njegova električna svojstva.
4. Vrijeme odziva
Vrijeme odziva termistora je vrijeme potrebno da termistor dostigne određeni postotak (obično 63,2%) svoje konačne vrijednosti otpora kada je podvrgnut postupnoj promjeni temperature. To je važno svojstvo u aplikacijama u kojima je potrebno otkriti brze promjene temperature, kao što su krugovi termalne zaštite.
Vrijeme odziva termistora ovisi o njegovoj fizičkoj veličini, obliku i toplinskoj provodljivosti okolnog medija. Generalno, manji termistori imaju kraće vrijeme odziva jer imaju manju termičku masu. Na primjer, termistori za površinsku montažu obično imaju brže vrijeme odziva u usporedbi s većim termistorima za otvore.
5. Samogrijavanje
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 greške u mjerenju temperature.
Efekat samozagrijavanja karakterizira konstanta disipacije ($\delta$), koja je definirana kao snaga potrebna da se temperatura termistora podigne za 1°C iznad temperature okoline. Da bi se smanjio efekat samozagrevanja, struja koja teče kroz termistor treba da bude što je moguće niža. U nekim aplikacijama koristi se izvor konstantne struje kako bi se osigurala stabilna i niska struja kroz termistor.
Aplikacije 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 elektronskih komponenti, nudimo visokokvalitetne termistore sa odličnim svojstvima. Osim termistora, nudimo i niz drugih elektronskih komponenti kao nprCBB65 AC motor kondenzator,CD60 starter kondenzator, iCBB61 AC motor startni kondenzator.
Ako ste zainteresovani za naše termistore ili druge elektronske komponente, dobrodošli smo da nas kontaktirate radi nabavke i daljih razgovora. Imamo profesionalni tim koji vam može pružiti detaljne informacije o proizvodu i tehničku podršku kako bi vam pomogao da odaberete najprikladnije komponente za vaše aplikacije.
Reference
- "Termistori: teorija, dizajn i primjena" John W. Horton
- "Elektronski uređaji i teorija kola" Robert L. Boylestad i Louis Nashelsky
- Tehnički listovi proizvođača raznih termistora