¿Qué es un termistor y un posistor y dónde se usan?

Un termistor es un componente semiconductor con una resistencia eléctrica dependiente de la temperatura. Inventado en 1930 por el científico Samuel Reuben, este componente todavía se usa ampliamente en tecnología.

Los termistores están hechos de diferentes materiales, coeficiente de temperatura de resistencia (TCR) que es bastante alto, significativamente superior a las aleaciones de metales y metales puros, es decir, de semiconductores especiales y específicos.

Directamente, el principal elemento resistivo se obtiene por pulvimetalurgia, procesando calcogenuros, haluros y óxidos de algunos metales, dándoles diferentes formas, por ejemplo, en forma de discos o varillas de diferentes tamaños, arandelas grandes, tubos medianos, placas delgadas, perlas pequeñas, con tamaños desde unas pocas micras hasta decenas de milímetros...

Por la naturaleza de la correlación entre la resistencia del elemento y su temperatura, dividen los termistores en dos grandes grupos: positores y termistores.Los positores tienen un TCS positivo (por esta razón, los positores también se llaman termistores PTC) y los termistores tienen un TCS negativo (por eso se llaman termistores NTC).

Termistor — resistencia dependiente de la temperatura hecha de material semiconductor con un coeficiente de temperatura negativo y alta sensibilidad, posistor — resistencia dependiente de la temperatura con un coeficiente positivo. Por lo tanto, a medida que aumenta la temperatura del cuerpo del posistor, su resistencia disminuye y, a medida que aumenta la temperatura del termistor, su resistencia disminuye en consecuencia.

Los materiales para termistores actuales son: mezclas de óxidos policristalinos de metales de transición como cobalto, manganeso, cobre y níquel, compuestos de tipo IIIBV, así como semiconductores vítreos dopados como silicio y germanio y algunas otras sustancias. Son notables los posistores de solución sólida de titanato de bario.

Los termistores se pueden clasificar en:

• Clase de baja temperatura (temperatura de funcionamiento por debajo de 170 K);

• Clase de temperatura media (temperatura de funcionamiento de 170 K a 510 K);

• Clase de alta temperatura (temperatura de funcionamiento de 570 K y superior);

• Una clase separada de alta temperatura (temperatura de funcionamiento de 900 K a 1300 K).

Todos estos elementos, tanto termistores como positores, pueden trabajar en diferentes condiciones climáticas externas y bajo importantes cargas físicas externas y de corriente. Sin embargo, bajo un termociclado severo, sus características termoeléctricas iniciales, como la resistencia nominal a temperatura ambiente y el coeficiente de temperatura de resistencia, cambian con el tiempo.

También hay componentes combinados, por ejemplo, termistores calentados indirectamente... Las carcasas de tales dispositivos contienen el propio termistor y un elemento calefactor aislado galvánicamente que establece la temperatura inicial del termistor y, en consecuencia, su resistencia eléctrica inicial.

Estos dispositivos se utilizan como resistencias variables controladas por el voltaje aplicado al elemento calefactor del termistor.

Dependiendo de cómo se elija el punto de operación de la característica I — V de un componente dado, también se determina el modo de operación del termistor en el circuito.Y la característica I — V en sí misma está relacionada con las características de diseño y la temperatura aplicada a la carcasa del componente.

Para controlar las fluctuaciones de temperatura y compensar los parámetros que cambian dinámicamente, como el flujo de corriente y el voltaje aplicado en los circuitos eléctricos, que cambian después de un cambio en las condiciones de temperatura, los termistores se utilizan con un punto de funcionamiento establecido en la sección lineal de la I — V. característica

Pero el punto de operación se establece tradicionalmente en la sección descendente de la característica I — V (termistores NTC) si el termistor se usa, por ejemplo, como arrancador, relé de tiempo, en un sistema para rastrear y medir la intensidad de la radiación de microondas, en sistemas de alarma contra incendios, control térmico, en instalaciones de control de flujo de graneles y líquidos.

Los termistores y positores de temperatura media más populares de la actualidad con TCS de -2,4 a -8,4 % a 1 K... Operan en una amplia gama de resistencias, desde ohmios hasta megaohmios.

Hay positores con un TCR relativamente bajo de 0,5% a 0,7% a 1 K hechos a base de silicio. Su resistencia cambia casi linealmente.Dichos positores se utilizan ampliamente en sistemas de estabilización de temperatura y en sistemas de enfriamiento activo de interruptores de semiconductores de potencia en varios dispositivos electrónicos modernos, especialmente en los potentes. Estos componentes encajan fácilmente en los esquemas y no ocupan mucho espacio en la placa.

Un posistor típico tiene la forma de un disco cerámico, a veces se instalan varios elementos en serie en un caso, pero más a menudo en una variante en una capa protectora de esmalte. Los positores se utilizan a menudo como fusibles para proteger circuitos eléctricos de sobretensión y corriente, así como sensores de temperatura y elementos autoestabilizadores, debido a su sencillez y estabilidad física.

Los termistores se usan ampliamente en muchas áreas de la electrónica, especialmente donde es importante un control preciso del proceso de temperatura. Esto se aplica a equipos de transmisión de datos, tecnología informática, procesadores de alto rendimiento y equipos industriales de alta precisión.

Uno de los ejemplos más simples y populares de aplicaciones de termistores es la limitación efectiva de la corriente de entrada. En este momento, el voltaje se suministra a la fuente de alimentación desde la red eléctrica, extremadamente agudo carga del condensador una capacitancia significativa y una gran corriente de carga fluyen en el circuito primario, lo que puede quemar el puente de diodos.

Esta corriente está aquí y está limitada por el termistor, es decir, este componente del circuito cambia su resistencia dependiendo de la corriente que lo atraviesa, porque según la ley de Ohm, se calienta. El termistor luego recupera su resistencia original, después de unos minutos, tan pronto como se enfría a temperatura ambiente.