サーミスタとポジスタとは何ですか?どこで使用されますか?

サーミスタは、温度に依存する電気抵抗を持つ半導体部品です。 1930 年に科学者のサミュエル ルーベンによって発明されたこのコンポーネントは、今でもテクノロジーの分野で広く使用されています。

サーミスタにはさまざまな材質があり、 抵抗温度係数 (TCR) これは非常に高く、金属合金や純粋な金属、つまり特別な特定の半導体よりも大幅に優れています。

直接的には、主要な抵抗要素は、いくつかの金属のカルコゲニド、ハロゲン化物、酸化物を処理する粉末冶金によって得られ、たとえば、さまざまなサイズのディスクやロッド、大きなワッシャー、中程度のチューブ、薄いプレートなどのさまざまな形状を与えます。数ミクロンから数十ミリメートルの小さなビーズ...

素子の抵抗とその温度の間の相関関係の性質により、サーミスタはポジスタとサーミスタの 2 つの大きなグループに分類されます。ポジスタは正の TCS を持ち (このため、ポジスタは PTC サーミスタとも呼ばれます)、サーミスタは負の TCS を持ちます (このため、NTC サーミスタと呼ばれます)。

サーミスタ — 負の温度係数と高感度を持つ半導体材料で作られた温度依存性抵抗器、ポジスタ — 正の温度係数を持つ温度依存性抵抗器。したがって、ポジスタの本体の温度が上昇すると、その抵抗は減少し、サーミスタの温度が上昇すると、それに応じてその抵抗も減少します。

現在のサーミスタの材料は、コバルト、マンガン、銅、ニッケルなどの遷移金属の多結晶酸化物の混合物、IIIBV 型化合物、シリコンやゲルマニウムなどのドープされたガラス状半導体やその他の物質の混合物です。注目に値するのはチタン酸バリウム固溶体ポジスタです。

サーミスタは次のように分類できます。

• 低温クラス（使用温度170K以下）。

• 中温クラス（使用温度170K～510K）。

• 高温クラス（使用温度570K以上）。

• 独立した高温クラス (動作温度 900 K ～ 1300 K)。

サーミスタとポジスタの両方のこれらすべての要素は、さまざまな気候外部条件や重大な物理的外部負荷および電流負荷の下で動作できます。ただし、厳しい熱サイクル下では、公称室温抵抗や抵抗温度係数などの初期の熱電特性が時間の経過とともに変化します。

また、間接加熱サーミスタなどの組み合わせコンポーネントもあります。このようなデバイスのハウジングには、サーミスタ自体と、サーミスタの初期温度、およびそれに応じてその初期電気抵抗を設定する電気的に絶縁された加熱要素が含まれています。

これらのデバイスは、サーミスタの発熱体に印加される電圧によって制御される可変抵抗器として使用されます。

特定の部品の I - V 特性の動作点をどのように選択するかによって、回路内のサーミスタの動作モードも決まります。また、I - V 特性自体は設計特性とサーミスタに適用される温度に関係します。コンポーネントのハウジング。

温度変動を制御し、電気回路に流れる電流や印加電圧など、温度条件の変化後に変化する動的に変化するパラメータを補償するために、サーミスタは、I - V の線形部分に設定された動作点で使用されます。特徴。

しかし、サーミスタが、たとえばマイクロ波放射の強度を追跡および測定するシステムのスタータや時間リレーとして使用される場合、動作点は伝統的に I - V 特性の下降部分に設定されます (NTC サーミスタ)。火災警報システムでは、 熱制御、バルク物質や液体の流れを制御する設備に使用されます。

現在最も人気のある中温サーミスタとポジスタは、1 K で -2.4 ～ -8.4% の TCS を備えており、オームからメガオームまでの幅広い抵抗で動作します。

シリコンベースで作られた 1 K で 0.5% ～ 0.7% という比較的低い TCR を持つポジスタがあります。それらの抵抗はほぼ直線的に変化します。このようなポジスタは、さまざまな最新の電子機器、特に強力な電子機器の温度安定化システムやパワー半導体スイッチのアクティブ冷却システムで広く使用されています。これらのコンポーネントは回路図に簡単に適合し、基板スペースをあまり占有しません。

典型的なポジスタはセラミック ディスクの形をしており、1 つのケースに複数の要素が直列に取り付けられることもありますが、多くの場合は保護エナメル コーティングの 1 つのバリエーションで取り付けられます。ポジスタは、その気取らない点と物理的安定性により、電気回路を過電圧や電流から保護するヒューズとして、また温度センサーや自己安定化素子としてよく使用されます。

サーミスターは、エレクトロニクスの多くの分野、特に温度プロセスの正確な制御が重要な分野で広く使用されています。これは、データ伝送装置、コンピューター技術、高性能プロセッサー、高精度産業機器に当てはまります。

サーミスタのアプリケーションの最も単純で最も一般的な例の 1 つは、効果的な突入電流制限です。現時点では、電源には主電源から電圧が供給されており、非常にシャープです。 コンデンサの充電 一次回路には大きな静電容量と大きな充電電流が流れ、ダイオードブリッジが焼損する可能性があります。

この電流はここにあり、サーミスタによって制限されます。つまり、この回路コンポーネントは、オームの法則に従って発熱するため、通過する電流に応じて抵抗が変化します。サーミスタは、数分後に室温まで冷えるとすぐに元の抵抗値に戻ります。