Jenis Termistor, Perincian Karakteristik dan Prinsip Kerja

Nama termistor telah dirancang sebagai bentuk pendek untuk 'perintang sensitif termal'. Bentuk termistor lengkap memberikan idea umum dan terperinci mengenai tindakan yang merupakan ciri termistor.

Oleh: S. Prakash

Berbagai jenis peranti di mana termistor digunakan termasuk pelbagai jenis peranti seperti sensor suhu dan litar elektronik di mana ia memberikan pampasan suhu.

Walaupun penggunaan termistor tidak biasa seperti transistor, perintang, dan kapasitor dalam bentuk biasa, medan elektronik menggunakan termistor pada skala besar.

Simbol Litar Termistor

Simbol yang digunakan oleh termistor untuk pengiktirafannya adalah simbol litar sendiri.

Simbol litar termistor terdiri daripada dasar yang terdiri daripada segi empat perintang standard bersama dengan garis pepenjuru yang melewati dasar dan terdiri daripada bahagian menegak dengan ukuran kecil.

Diagram litar banyak menggunakan simbol litar termistor.

Jenis Termistor

Termistor boleh dibahagikan kepada pelbagai jenis dan kategori berdasarkan beberapa cara yang berbeza.

Cara-cara di mana ia mesti dikategorikan pertama berdasarkan cara di mana termistor bertindak balas terhadap pendedahan haba.

Rintangan beberapa kapasitor meningkat dengan kenaikan suhu sementara yang sebaliknya diperhatikan pada jenis termistor lain yang mengakibatkan penurunan rintangan.

Idea ini dapat dikembangkan melalui kurva termistor yang dapat digambarkan dengan persamaan bentuk sederhana:

Hubungan Antara Rintangan dan Suhu

ΔR = k x & ΔT

Persamaan di atas terdiri daripada:

ΔR = Perubahan rintangan diperhatikan

ΔT = Perubahan suhu diperhatikan

k = pekali suhu rintangan orde pertama

Terdapat hubungan tidak linear antara rintangan dan suhu pada kebanyakan kes. Tetapi dengan pelbagai perubahan kecil dalam rintangan dan suhu, ada perubahan dalam hubungan juga yang diperhatikan dan hubungan menjadi linier.

Nilai 'k' boleh berupa positif atau negatif bergantung pada jenis termistor.

Termistor NTC (Termistor Koefisien Suhu Negatif): Sifat Thermistor NTC membolehkannya menurunkan rintangannya dengan kenaikan suhu dan dengan itu faktor 'k' bagi termistor NTC adalah negatif.

PTC Thermistor (Thermistor Coefficient Thermistor Positif): Sifat Thermistor NTC memungkinkannya untuk meningkatkan ketahanannya dengan kenaikan suhu dan dengan itu faktor 'k' untuk termistor NTC adalah positif.

Kaedah lain di mana termistor dapat dibezakan dan dikategorikan selain daripada ciri perubahan ketahanannya adalah bergantung pada jenis bahan yang digunakan untuk termistor. Bahan yang digunakan terdiri daripada dua jenis utama:

Semikonduktor kristal tunggal

Sebatian yang bersifat logam seperti oksida

Thermistor: Pembangunan dan Sejarah

Fenomena variasi yang diperhatikan pada perintang akibat perubahan suhu ditunjukkan pada awal abad kesembilan belas.

Terdapat banyak cara di mana termistor terus digunakan hingga kini. Tetapi sebahagian besar termistor ini menderita kekurangan bahawa mereka dapat menunjukkan variasi rintangan yang sangat kecil sesuai dengan julat suhu yang besar.

Penggunaan semikonduktor secara amnya tersirat pada termistor yang memungkinkan termistor menunjukkan variasi rintangan yang lebih besar sesuai dengan julat suhu yang besar.

Bahan yang digunakan untuk pembuatan termistor adalah dua jenis termasuk sebatian logam yang merupakan bahan pertama yang ditemui untuk termistor.

Pada tahun 1833, ketika mengukur variasi rintangan berkenaan dengan suhu sulfida perak, Faraday menemui pekali suhu negatif. Tetapi ketersediaan oksida logam pada skala besar hanya berlaku pada tahun 1940-an.

Penyiasatan termistor silikon dan termistor kristal germanium dilakukan selepas Perang Dunia Kedua ketika kajian mengenai bahan semikonduktor sedang dilakukan.

Walaupun semikonduktor dan oksida logam adalah dua jenis termistor, julat suhu yang diliputi oleh mereka berbeza dan dengan itu mereka tidak perlu bersaing.

Komposisi dan Struktur Termistor

Berdasarkan aplikasi di mana termistor perlu digunakan bersama dengan julat julat suhu di mana termistor akan mengoperasikan ukuran, bentuk, dan jenis bahan yang digunakan untuk membuat termistor diputuskan.

Sekiranya aplikasi di mana permukaan rata harus bersentuhan berterusan oleh termistor, bentuk termistor dalam kes ini adalah cakera rata.

Sekiranya terdapat probe suhu di mana termistor perlu dibuat maka bentuk termistor adalah dalam bentuk batang atau manik. Oleh itu, syarat-syarat yang mematuhi aplikasi yang akan digunakan termistor mengarahkan bentuk fizikal termistor sebenar.

Julat suhu yang digunakan termistor jenis oksida logam ialah 200-700 K.

Komponen yang digunakan untuk membuat termistor ini terdapat dalam versi serbuk halus yang disinter dan dimampatkan pada suhu yang sangat tinggi.

Bahan yang paling sering digunakan untuk termistor ini termasuk nikel oksida, ferrik oksida, mangan oksida, tembaga oksida, dan kobalt oksida.

Suhu yang digunakan termistor semikonduktor adalah sangat rendah. Termistor silikon digunakan lebih jarang daripada termistor germanium yang digunakan lebih luas untuk suhu yang berada dalam julat yang berada di bawah julat 100º sifar mutlak iaitu 100K.

Suhu yang boleh dilakukan penggunaan termistor silikon adalah maksimum 250K. Sekiranya suhu meningkat lebih dari 250K, maka termistor silikon mengalami penetapan pekali suhu positif. Satu kristal tunggal digunakan untuk menghasilkan termistor di mana tahap di mana doping kristal dijalankan adalah 10 ^ 16 - 10 ^ 17 / cm3.

Aplikasi Thermistor

Thermistor boleh digunakan untuk pelbagai jenis aplikasi dan terdapat banyak aplikasi lain di mana ia dijumpai.

Ciri termistor yang paling menarik yang menjadikannya popular untuk digunakan dalam litar adalah bahawa unsur-unsur yang disediakan oleh mereka dalam litar sangat menjimatkan kos kerana berkinerja berkesan dan masih tersedia dengan harga murah.

Fakta bahawa sama ada pekali suhu negatif atau positif menentukan aplikasi di mana termistor dapat digunakan.

Sekiranya pekali suhu negatif, termistor dapat digunakan untuk aplikasi berikut:

Termometer suhu yang sangat rendah: termistor digunakan untuk mengukur suhu tahap yang sangat rendah pada termometer suhu yang sangat rendah.

Termostat digital: Termostat digital pada zaman moden menggunakan termistor secara meluas dan biasa.

Monitor Pek Bateri: Suhu pek bateri sepanjang tempoh pengisiannya dipantau melalui penggunaan termistor NTC.

Sebilangan bateri yang digunakan dalam industri moden sensitif terhadap pengecasan berlebihan termasuk bateri Li-ion yang banyak digunakan. Dalam bateri tersebut keadaan pengisiannya ditunjukkan secara efektif oleh suhu dan dengan demikian memungkinkan penentuan waktu ketika kitaran pengisian perlu dihentikan.

Peranti perlindungan dalam keadaan tergesa-gesa: Litar bekalan kuasa menggunakan Termistor NTC dalam bentuk peranti yang menghadkan arus masuk yang cepat.

Termistor NTC ketika bertindak sebagai alat perlindungan dalam keadaan tergesa-gesa menghalang aliran arus besar pada saat menghidupkan dan dengan memberikan tahap awal rintangan tinggi.

Selepas ini, termistor dipanaskan dan oleh itu tahap rintangan awal yang diberikan olehnya berkurang dengan banyaknya sehingga memungkinkan aliran arus tinggi semasa operasi normal litar.

Termistor yang digunakan untuk tujuan aplikasi ini dirancang dengan sewajarnya dan dengan itu ukurannya lebih besar jika dibandingkan dengan termistor jenis pengukur.

Sekiranya pekali suhu positif, termistor dapat digunakan untuk aplikasi berikut:

Peranti menghadkan semasa: Litar elektronik menggunakan termistor PTC dalam bentuk peranti penghad semasa.

Termistor PTC bertindak sebagai alat alternatif untuk sekering yang lebih biasa digunakan. Tidak ada kesan yang tidak wajar atau sampingan yang disebabkan oleh panas yang dihasilkan dalam jumlah kecil apabila peranti mengalami aliran arus semasa dalam keadaan normal.

Tetapi sekiranya aliran arus melalui peranti sangat besar maka ia dapat mengakibatkan peningkatan rintangan kerana panas mungkin tidak hilang di sekitarnya kerana peranti mungkin tidak dapat melakukannya.

Ini menghasilkan penghasilan lebih banyak haba sehingga menghasilkan fenomena kesan maklum balas positif. Peranti dilindungi oleh panas dan turun naik arus kerana kejatuhan arus diperhatikan apabila terdapat peningkatan rintangan.

Aplikasi di mana termistor dapat digunakan adalah pelbagai. Thermistor boleh digunakan untuk merasakan suhu dengan cara yang boleh dipercayai, murah (jimat), dan sederhana.

Berbagai peranti di mana termistor dapat digunakan termasuk termostat dan penggera kebakaran. Thermistor boleh digunakan sendiri dan bersamaan dengan peranti lain. Dalam kes terakhir, termistor dapat digunakan untuk memberikan ketepatan darjah tinggi dengan menjadikannya bahagian dari Wheatstone Bridge.

Juga, termistor digunakan dalam bentuk alat pampasan suhu.

Dalam peratusan besar perintang, terdapat peningkatan rintangan yang diperhatikan dengan kenaikan suhu yang sesuai kerana pekali suhu positif mereka.

Sekiranya terdapat keperluan kestabilan yang tinggi oleh aplikasi, termistor yang memiliki koefisien suhu negatif digunakan. Ini dicapai apabila litar memasukkan termistor untuk mengatasi kesan komponen yang dihasilkan kerana pekali suhu positif mereka.