2.Терморезисторы (термисторы)

Это полупроводниковые резисторы, электрическое сопротивление которых значительно зависит от температуры, т.е. с большим ТКС. Наибольшее распространение получили термисторы, сопротивление которых значительно уменьшается с ростом температуры, т.е. с отрицательной ТКС. Уменьшение сопротивления полупроводника с ростом температуры может быть обусловлено: 1. Увеличением концентрации носителей заряда - это характерно для термисторов, изготовленных из беспримесных ковалентных полупроводников: Se, Si, карбид кремния, так как собственная электропроводимость полупроводников зависит от температуры по закону экспоненты.

2. Увеличением подвижности носителей заряда. Значительную часть термисторов выполняют из сложных композиционных материалов, основу которых составляют оксидные полупроводники: Мп₃О4 , Со ₃О₄, Ni О, СоО - это окислы так называемых переходных металлов, для . которых характерно наличие незаполненных электронных оболочек атомов. Обмен носителями заряда (дырками и электронами) между такими атомами требует малых затрат энергии, т.е.такие носители можно считать свободными. Но подвижность их невелика из-за сильной связи с ионами. Однако, с ростом температуры подвижность экспотенциально возрастает. В результате зависимость сопротивления от температуры оказывается такой же, как и у ковалентных полупроводников.

3. Фазовыми превращениями - которые характерны для окислов ванадия при темрературах фазовых превращений (68 и -110 °С ) наблюдается увеличение проводимости на несколько порядков. На основании этих окислов созданы термисторы с очень большим ТСК.

Различают: - термисторы прямого подогрева - сопротивление которых изменяется под влиянием тепла, выделяющегося в них при прохождении электрического тока или в результате изменения температуры окружающей среды.

Обозначения на схемах: - термисторы косвенного подогрева - имеют дополнительный источник тепла - подогреватель.

Основные параметры и характеристики термисторов прямого подогрева - малый диапазон рабочей температуры (до +85 С);

малые величины U_pa6 (до 1000 В).

2.Номинальное сопротивление R_H- это сопротивление термистора при определенной температуре окружающей среды. Для большинства термисторов R_H при температуре 20 или 25°С К_н(единицы Ом - единицы МОм)

3.Допускаемые отклонения от R_H 6% (±10; ±20; +30)% -выпускаемые отечественной промышленностью

4.Температурный коэффициент сопротивления ТКС

ТКС=dR/RdT,1/°С Значение ТКС при 20°С для различных типов термисторов лежит в пределах-(0,8...6,0) 10'² , 1/°С

5. Максимально допустимая мощность рассеяния Р_доп - мощность, при которой термистор, находящийся в спокойном воздухе при температуре 20 ± 1 °С, разогревается при протекании тока до максимальной температуры

(единицы ... сотни) МВт

6.Максимальная рабочая температура - t_max - температура, при которой характеристики терморезистора остаются стабильными длительное время - в течение указанного срока службы ( +70 .. .300 °С)

7. Коэффициент энергетической чувствительности - G - мощность, которую необходима подвести к термистору для уменьшения его сопротивления на 1 % G(0,05... 10) МВт

R=Ro*exp(В/Т) Ro-постоянная, характеризующая, материал и размеры термистора; Т - абсолютная температура; В - коэффициент температурной чувствительности;

8. Постоянная времени терморезистора t- время в течении которого температура терморезистора повышается до 63 °С при перенесении его из воздушной среды с t=0°C в воздушную среду с температурой 100 °С. (1-140)с

9. Срок службы (3000...5000) час

10. Срок хранения от 2... 10 лет

11. Статическая ВАХ термистора - зависимость падения напряжения на термисторе от проходящего через него тока в условиях теплового равновесия между термистором и окружающей средой. Линейность характеристик при малых токах объясняется тем, что выделяемая в термисторе мощность недостаточна для существенного изменения его температуры. С ростом тока, выделяемая в термисторе мощность повышает его температуру, сопротивление понижается и линейность нарушается (1). При дальнейшем росте тока у термисторов с большим ТКС может наблюдаться падающий участок ВАХ (3) или участок, где напряжение близко к постоянному значению(2).

Термисторы с ВАХ типа 1 используют в измерительных схемах

-типа 2 - для стабилизации напряжения -типа 3 - в САУ.

Такое деление ВАХ на типы является достаточно условным, так как характер ВАХ может изменится при воздействии различных факторов. Обычно ВАХ снимают при постояной температуре окружающей среды в спокойном воздухе. Вид ВАХ определяется R_H, В, Т_окр и т.д. Технология изготовления и конструкции

Термисторы производят методами керамической технологии - основ на спекании порошковых материалов в твердое тело определенной формы и размеров. Исходный материал - пластичная тестообразная масса из мелкодисперсного порошка полупроводниковых окислов с органической связкой и пластификатором. Из массы прессуют заготовки, сушат и подвергают обжигу при температуре более 1000 °С и более. При обжиге органическая связка выгорает и происходит спекание. При этом материал приобретает значительную механическую прочность. Контакты создают методом вжигания металлов (серебра, золота, платины, реже меди) в торцы термисторов. Для повышения стабильности параметров образцы подвергают термообработке, затем надевают защитные колпачки или припаивают контактные выводы, покрывают слоем влагостойкой эмали или герметизируют в защитных корпусах. Конструктивно термисторы выполняют цилиндрическими, трубчатыми, дисковыми и бусинковыми (d = 0,1 ... 2 мм) - капельки наносят на две параллельно натянутые платиновые проволоки. Цилиндрические диаметром до 10 мм, длиной до 50 мм; дисковые толщиной до 10 мм, диаметром до нескольких десятков мм.

Применение Термисторы с высоким ТКС применяют в качестве высокочувствительных термометров, для компенсации температурных изменений сопротивлений, цепей электроизмерительных приборов, для температурной стабилизации напряжений с медленно изменяющимся эффективным значением.

Система условных обозначений в КД Полупроводниковые термисторы старых типов обозначаются буквами: ММТ (медно-марганцевые термисторы) КМТ (кобальт-марганцевые термисторы), Цифра после дефиса обозначает номер конструктивного исполнения ММТ-6, КМТ-1 и т.д. Новая система обозначений

Например, СТЗ – 19 СТ (сопротивление термочувствительное)

Цифра, определяющая вид материала: 1 - кобальто-марганцевый; 2 - медно-марганцевый; 3 - медно-кобальтово-марганцевый оксидный полупроводник число - номер конструктивного исполнения