Позистор принцип работы: 8.2.1. Принцип действия позисторов

Содержание

8.2.1. Принцип действия позисторов | Электротехника

Твердотельная электроника

7 лет назад

admin

Позистор – это полупроводниковый терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления.

В массовом производстве позисторы делают на основе керамики из титаната бария. Титанат бария BaTiO₃ – диэлектрик с удельным сопротивлением при комнатной температуре 10¹⁰…10¹² Ом^.см, что значительно превышает удельное сопротивление полупроводников. Если же в состав керамики из титаната бария ввести примеси редкоземельных элементов (лантана, церия или др.) либо других элементов (ниобия, тантала, сурьмы, висмута и т.п.), имеющих валентность, большую, чем у титана, и ионный радиус, близкий к радиусу иона титана, то это приведет к уменьшению удельного сопротивления до 10…10² Ом^.см, что соответствует удельному сопротивлению полупроводниковых материалов.

Полупроводниковый титанат бария обладает аномальной температурной зависимостью удельного сопротивления: в узком диапазоне температур при нагреве выше точки Кюри удельное сопротивление полупроводникового титаната бария увеличивается на несколько порядков.

Механизм электропроводности полупроводникового титаната бария при наличии примесей можно представить следующим образом. Примесь редкоземельного элемента (например, лантана) замещает в узле кристаллической решетки барий. Часть атомов титана, поддерживая электрическую нейтральность всего кристалла, захватывает лишние валентные электроны лантана, имеющего большую валентность, чем валентность бария. Захватываемые электроны, находясь в квазиустойчивом состоянии, легко перемещаются под действием электрического поля и обусловливают электропроводность материала.

В полупроводниковом титанате бария существуют четырехвалентные и трехвалентные ионы титана. Между разновалентными ионами титана может происходить обмен электронами. При этом каждый ион титана становится то трех-, то четырехвалентным. Этот процесс является причиной электропроводности титаната бария.

Появление полупроводниковых свойств в ионных кристаллах под влиянием примесей наблюдается также и для оксида никеля. Полупроводники, изготовляемые подобным методом, иногда называют полупроводниками с управляемой валентностью.

Технология изготовления позисторов аналогична технологии изготовления изделий из других керамических материалов. После смешивания исходных компонентов и веществ, содержащих примесные элементы, проводят первичный обжиг этой смеси при температуре около 1000 °С. Полученную твердую массу измельчают, а затем формуют заготовки. Вторичный обжиг производят при температуре 1300…1400 °С.

В результате, резистивный слой позистора состоит из большого числа контактирующих между

собой зерен или кристаллитов полупроводникового титаната бария. Сопротивление позистора зависит от сопротивлений обедненных поверхностных слоев на зернах. Высота поверхностных потенциальных барьеров оказывается малой при температурах ниже точки Кюри, когда в зернах существует спонтанная поляризация и материал обладает очень большой диэлектрической проницаемостью.

При температурах, больших точки Кюри, титанат бария претерпевает фазовое превращение из сегнетоэлектрического в параэлектрическое состояние. При этом пропадает спонтанная поляризация, резко уменьшается диэлектрическая проницаемость, растет высота поверхностных потенциальных барьеров на зернах и увеличивается сопротивление позистора (рис. 8.3).

Участок роста сопротивления зависит от точки Кюри керамики. Точка Кюри титаната бария может быть смещена в сторону низких температур путем частичного замещения бария стронцием. И наоборот, точка Кюри может быть смещена в сторону больших температур частичной заменой бария свинцом.

Уменьшает точку Кюри и частичная замена титана цирконием, оловом или самарием. Такое регулирование позволяет создавать позисторы, у которых положительный температурный коэффициент сопротивления наблюдается в разных диапазонах температур.

Иногда для создания позисторов используют монокристаллические кремний, германий и другие полупроводниковые материалы. Принцип действия таких позисторов основан на уменьшении подвижности носителей заряда с увеличением температуры

Сопротивление — позистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Cтраница 3

Основные характеристики ПС с положительным ТКС.

[31]

Конструктивное оформление позисторных ТС аналогично таковому в термисторах. В диапазоне измеряемой температуры температурная зависимость

сопротивления позисторов носит экспоненциальный характер: R — Аеат. [32]

Позисторы являются нелинейными резисторами с резкой положительной зависимостью сопротивления от температуры. При достижении температуры защищаемого объекта значения срабатывания сопротивление позистора, включенного в управляемую-цепь, резко возрастает, что приводит к работе исполнительного устройства. [33]

Температурная защита электродвигателя. [34]

Ом и реле KL находится в состоянии после срабатывания, замыкая своим контактом цепь катушки КМ контактора. В аварийных режимах, когда температура обмотки электродвигателя достигает установленного значения, сопротивление позисторов резко возрастает, ток в обмотке реле уменьшается и оно возвращается в исходное состояние, размыкая цепь катушки контактора.

[35]

Монтажные схемы печатных плат преобразователя ( а, выпрямителя ( б, модуля управления МУ-1 ( в блока питания телевизора Юность Ц-404. [36]

При каждом включении телевизора на него через разъем Х8б блока питания подается переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц. Влиянием резистора R1 в этом случае можно пренебречь, так как его сопротивление значительно больше сопротивления позистора. Ток, протекающий через терморезистор R2 и петлю, вызывает разогрев терморезистора, что приводит к резкому увеличению его сопротивления. [37]

Полная ионизация примесей происходит при температурах — 10 — н н — h 50 С. В рабочем диапазоне температур от — 10 — г — 50 до 150 С температурный коэффициент сопротивления позисторов положителен и достигает десятков процентов на 1 С, так как подвижность носителей заряда уменьшается с повышением температуры, а концентрация носителей заряда остается неизменной.

При температурах ниже — 10 С и выше 150 С температурный коэффициент сопротивления позисторов становится отрицательным. [38]

Принцип работы позистора иллюстрирует схема, приведенная на рис. 5.6. В этой схеме позистор RK, включенный последовательно с сопротивлением нагрузки RH, используется в качестве ограничителя тока. Когда сопротивление нагрузки падает ниже определенного значения, в цепи увеличивается ток и возрастает температура позистора. Сопротивление позистора при этом возрастает, что ограничивает ток в цепи нагрузки. [39]

Схема защиты ( а и сигнализации ( б аварийного режима работы электродвигателя. [40]

Схема защиты электродвигателя при использовании позистора показана на рис. 26 а. Позисторы находятся в непосредственном тепловом контакте с обмотками. При повышении температуры обмоток выше допустимой

сопротивление позистора резко возрастает, ток в цепи реле уменьшается и происходит отключение электродвигателя от питающей сети.

Повторное включение электродвигателя возможно лишь после уменьшения температуры ниже значения, соответствующего температуре резкого увеличения сопротивления позистора. [41]

Наконец ток, протекающий в цепи, становится настолько большим, что вследствие разогрева позистора происходит резкое увеличение его сопротивления и ток в цепи резко уменьшается. В таком режиме мощность, выделяющаяся в терморезисторе Rz, резко уменьшается, и поэтому происходит постепенное охлаждение рабочего элемента и плавное увеличение его сопротивления. Спустя некоторый промежуток времени, определяемый параметрами терморезисторов,

сопротивление позистора резко уменьшается и схема возвращается в исходное состояние. Снимая напряжение с позистора или терморезистора, получают импульсное напряжение низкой частоты. [42]

Позисторы изготовляют из титаната бария, легированного примесями редкоземельных металлов. При фазовом переходе от тетрагональной структуры к кубической при увеличении температуры сопротивление позистора возрастает на несколько порядков. [43]

Одна из них типа УВТЗ-2 показана на рис. 14.2. Исполнительным элементом устройства является реле постоянного тока KL, в цепь обмотки которого включены последовательно соединенные между собой позисторы RK, встроенные в обмотки фаз электродвигателя. При допустимых температурах обмоток сопротивление позисторов не превышает R 150 — — 450 Ом и реле KL находится в состоянии после срабатывания, замыкая своим контактом цепь катушки КМ контактора. В аварийных режимах, когда температура обмотки электродвигателя достигает установленного значения,

сопротивление позисторов резко возрастает, ток в обмотке реле уменьшается и оно возвращается в исходное состояние, размыкая цепь катушки контактора. [44]

становится отрицательным. [45]

Страницы: 1 2 3 4

Термисторы PTC POSISTOR® для обнаружения перегрева

Онлайн-сервисы TTI доступны только членам,
пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить доступ!

Извини! У вас нет доступа к этой онлайн-службе в аккаунте: {{appAccount.accountNumber}}

Аккаунты не найдены

Пожалуйста, выберите одну из следующих учетных записей, у которых есть доступ.

Ни один аккаунт не имеет доступа.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о статусе заказа.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о ezReview.

Извини! У вас нет доступа к этой онлайн-службе в аккаунте: {{selectedAccount.accountNumber}}

Аккаунты не найдены

Приложение {{serviceName}} в настоящее время недоступно.

Пожалуйста, выберите одну из следующих учетных записей, у которых есть доступ.

Нет доступа к учетным записям. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать больше о ezBuy.

Доступ к вашей услуге {{serviceName}} в настоящее время недоступен, так как ваша корзина «привязана» к учетной записи TTI. которого нет в вашем профиле {{serviceName}}. Вероятно, это произошло из-за того, что ваша корзина содержит одну или несколько деталей. со сниженными ценами.

Чтобы восстановить доступ к ezBuy, очистите корзину, разместив заказ или удалив детали со скидкой. Цены.

Если у вас есть другие вопросы, позвоните своему торговому представителю TTI.

Корзина заблокирована для:
{{selectedAccount.accountNumber}}
{{selectedAccount.billingAddress.name}}
{{selectedAccount.billingAddress.streetAddress}}
{{selectedAccount.billingAddress.city}}, {{selectedAccount.billingAddress.state.stateShortName}} {{selectedAccount.billingAddress.zip}}
{{selectedAccount.billingAddress.country.countryShortName}}

{{supportModalInfo.firstName}} {{supportModalInfo.lastName}}
{{supportModalInfo.title}}
{{supportModalInfo.branch}}
{{supportModalInfo.phone}}
{{supportModalInfo.email}}

{{supportModalInfoTwo.firstName}} {{supportModalInfoTwo.lastName}}
{{supportModalInfoTwo.title}}
{{supportModalInfoTwo.branch}}
{{supportModalInfoTwo.phone}}
{{supportModalInfoTwo.email}}

Электронная почта: {{supportModalInfo. email}}

Отправить быстрое сообщение

Предмет:

Сообщение:

Сообщение успешно отправлено!

Не удалось отправить письмо!

Введите не менее трех символов в поле поиска детали.

请在“零件搜索”字段至少输入三个字符

Дом
Производители
К-О
Мурата
Термисторы PTC POSISTOR® для контроля перегрева

Термистор: определение, принцип работы и применение

Что такое термистор?

Термистор представляет собой тип терморезистора, электрическое сопротивление которого увеличивается или уменьшается при изменении температуры. Таким образом, термисторы представляют собой термочувствительные сопротивления, сопротивление которых изменяется при изменении температуры корпуса термистора. Мы обсудим принцип работы термистора. Как работают термисторы PTC и NTC и каковы области их применения, мы обсудим в последующих разделах.

Символ термистора

Символ термистора показан на рисунке ниже.

Символ термистора приведен ниже. Термистор является пассивным элементом цепи. Пассивный компонент не требует внешнего источника питания для своей работы. Термистор очень прочный и дешевый, и его можно использовать для точного измерения температуры. Термистор не работает надежно при очень высоких или низких температурах. Поэтому термисторы лучше всего подходят для приложений, где требуется точное измерение температуры.

Принцип работы термистора

Сопротивление термистора изменяется при изменении температуры корпуса термистора. Сопротивление термистора не изменяется линейно с изменением температуры. Термистор имеет нелинейную кривую температуры сопротивления. Сопротивление термистора можно измерить с помощью измерителя сопротивления (омметра). Зная точную связь между изменением сопротивления в зависимости от температуры, можно определить температуру путем измерения сопротивления термистора при определенной температуре. Изменение сопротивления термистора в зависимости от температуры зависит от типа материала, из которого изготовлен термистор. График между температурой и сопротивлением термистора показан ниже.

По приведенному выше графику мы можем измерить температуру путем измерения сопротивления термистора. Процедура измерения температуры следующая.

Измерьте сопротивление термистора с помощью омметра.
Проведите вертикальную линию напротив сопротивления по оси Y и, проведя вертикальную линию вниз от точки пересечения этой горизонтальной линии с графиком, мы можем вывести температуру.

Типы термисторов

Термисторы классифицируются в соответствии с увеличением или уменьшением сопротивления термистора при изменении температуры. Есть два типа термисторов.

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)
Термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC)

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) сопротивление термистора увеличивается при снижении температуры. Таким образом, сопротивление и температура в термисторе NTC обратно пропорциональны. Электрический ток, протекающий через термистор NTC, увеличивается с повышением температуры.
При повышении температуры большое количество носителей заряда или свободных электронов сталкивается с валентным электроном другого атома. Валентные электроны, получившие достаточную энергию, разрывают связь с родительским атомом и свободно перемещаются из одного места в другое. Электроны, свободно перемещающиеся из одного места в другое, называются свободными электронами. Таким образом, количество свободных электронов увеличивается из-за быстрого столкновения свободных электронов с атомом. Небольшое повышение температуры приводит к образованию миллионов свободных электронов. Чем больше свободных электронов, тем быстрее увеличивается электрический ток. Таким образом, небольшое повышение температуры вызывает быстрое снижение температуры и позволяет протекать через термистор большому току.
Уравнение сопротивления-температуры термистора NTC
Сопротивление термистора NTC уменьшается с повышением температуры. Соотношение между температурой и сопротивлением определяется в термисторе NTC следующим математическим выражением.
Уравнение термистора сильно нелинейно. Стандартный термистор NTC обычно имеет отрицательный температурный коэффициент теплового сопротивления около 0,0045/oK.
Более высокое значение β показывает хорошую связь между сопротивлением и температурой. Небольшое повышение температуры вызовет большее снижение сопротивления, если значение β велико. Таким образом, более высокая чувствительность и большая точность могут быть достигнуты, если значение β высокое.
Из уравнения (1) можно определить температурный коэффициент термистора как;
Уравнение (2) показывает, что термистор имеет отрицательный температурный коэффициент.
Если β= 4000 K и T = 298 K, то α _{T =} 0,0045/∘K температурный коэффициент. Температурный коэффициент термистора намного выше чувствительности платинового РДТ.
Термистор PTC
Сопротивление термистора PTC увеличивается с повышением температуры. Термисторы PTC изготовлены из легированной поликристаллической керамики. Термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) также называются позисторами. График между сопротивлением и температурой термистора PTC приведен ниже.
Термисторы PTC не так популярны, как термисторы NTC. Термисторы PTC используются для защиты цепи. Когда ток проходит через термистор PTC, это вызывает нагрев. В термисторе PTC этот нагрев также вызывает увеличение сопротивления. Это создает эффект самоусиления, который увеличивает сопротивление, ограничивая ток, поэтому термистор PTC используется в качестве устройства ограничения тока.
Конструкция термистора
Термисторы изготавливаются из спеченной смеси оксидов металлов, таких как марганец, кобальт, медь, железо, никель, уран и т. д. термическая обработка для рекристаллизации.
На рынке доступны термисторы различных форм и размеров. Термисторы доступны в форме шариков, дисков и шайб. Размер термистора в виде шариков находится в диапазоне от 0,15 мм до 1,5 мм в диаметре. Термисторы в виде дисков и шайб изготавливаются путем прессования материала термистора под высоким давлением в плоские цилиндрические формы диаметром от 3 до 25 миллиметров.
Типичный размер термистора составляет от 0,125 мм до 1,5 мм. Термисторы доступны с номинальными значениями 1K, 2K, 10K, 20K, 100K и т.д. Значение сопротивления термистора при температуре 25oC. Основными преимуществами термисторов являются их небольшие размеры и относительно низкая стоимость.
Применение термисторов
Термисторы широко используются во многих приложениях для измерения температуры, включая измерение температуры воздуха и жидкости.

Позистор принцип работы: 8.2.1. Принцип действия позисторов | Электротехника