Termistor

Termistor – rezystor półprzewodnikowy o rezystancji silnie zależnej od temperatury^[1], tzn. w dużo większym stopniu niż w przypadku standardowych oporników. Najczęściej półprzewodnikowy lub metalowy. Wykonuje się je z tlenków: manganu, niklu, kobaltu, miedzi, glinu, wanadu i litu. Od rodzaju i proporcji użytych tlenków zależą właściwości termistora.

Termistor

Termistor NTC
Typ	pasywny
Zasada działania	rezystancja
Symbol Symbol termistora

CTR – „polimerowe bezpieczniki”

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 albo spadek) rezystancji. W termistorach polimerowych następuje szybki wzrost rezystancji (bezpieczniki polimerowe), a w ceramicznych, zawierających związki baru – spadek.

Podstawowe parametry

• ${\displaystyle R}$ – rezystancja nominalna, znormalizowana podawana jest zazwyczaj w temperaturze 25 °C jako R₂₅
• ${\displaystyle \alpha }$ – TWR – temperaturowy współczynnik rezystancji (dla termistorów typu CTR podaje się temperaturę krytyczną)
• ${\displaystyle P}$ – dopuszczalna moc
• ${\displaystyle B}$ – stała materiałowa (wyrażona zwykle w kK – kilokelwinach)
• tolerancja, w zależności od rodzaju termistora

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

${\displaystyle R=R_{0}\left[1+\alpha \left(T-T_{0}\right)\right],}$

gdzie:

${\displaystyle R}$ – rezystancja termistora w temperaturze ${\displaystyle T,}$

${\displaystyle R_{0}}$ – rezystancja w temperaturze odniesienia ${\displaystyle T_{0},}$

${\displaystyle \alpha }$ – 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:

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

gdzie:

${\displaystyle T}$ – temperatura termistora,

${\displaystyle T_{a}}$ – temperatura otoczenia,

${\displaystyle P_{T}}$ – moc wydzielana w termistorze,

${\displaystyle K}$ – opór cieplny liczony w [K/W].

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

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

gdzie:

${\displaystyle R_{0}}$ – stała termistora,

${\displaystyle W}$ – szerokość pasma zabronionego półprzewodnika,

${\displaystyle k}$ – stała Boltzmanna.

Zastosowania

Termistory wykorzystywane są szeroko w elektronice jako:

• czujniki temperatury w termometrach elektronicznych,
• 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.

Zobacz też

• bezpiecznik termiczny

Przypisy

1. termistor, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2020-06-08].

Kontrola autorytatywna (rezystor):

• GND: 4128535-9
• NDL: 00570083
• NKC: ph538429
• J9U: 987007534020905171

Encyklopedie internetowe:

• PWN: 3986656
• Britannica: technology/thermistor
• Catalana: 0145788
• DSDE: termistor