Термістори

Слово «термістор» зрозуміле саме по собі: ТЕРМІчний резиСТОР – пристрій, опір якого змінюється з температурою.

Термістори є в значній мірі нелінійними приладами і найчастіше мають параметри з великим розмахом. Саме тому багато хто, навіть досвідчені інженери і розроблювачі схем випробують незручності при роботі з цими приладами. Однак, познайомивши ближче з цими пристроями, можна бачити, що термістори насправді є цілком простими пристроями.

Власне кажучи термістори являють собою напівпровідникову кераміку. Вони виготовляються на основі порошків окислів металів (звичайно окислів нікелю і марганцю), іноді з добавкою невеликої кількості інших окислів. Порошкоподібні окисли змішуються з водою і різними зв'язувальними речовинами для одержання рідкого тіста, якому надається необхідна форма і яке обпікається при температурах понад 1000 оС.

Приварюється провідне металеве покриття (звичайно срібне), і приєднуються виводи. Закінчений термістор звичайно покривається епоксидною смолою чи склом полягає в який-небудь інший корпус.

З малюнку можна бачити, що існує безліч типів термісторів.

Термістори мають вид дисків і шайб діаметром від 2.5 до приблизно 25.5 мм, форму стрижнів різних розмірів.

Деякі термістори спочатку виготовляються у виді великих пластин, а потім ріжуться на квадрати. Дуже маленькі бусинкові термістори виготовляються шляхом безпосереднього випалювання краплі тіста на двох виводах з тугоплавкого титанового сплаву з наступним опусканням термістора в скло з метою одержання покриття.

Можна придбати термістори з опорами (при 25оС - температури, при якій звичайно визначається опір термістора) від одного ома до десяти мегоом і більше. Опір залежить від розміру і форми термістора, однак, для кожного визначеного типу номінали опори можуть відрізнятися на 5-6 порядків, що досягається шляхом простої зміни оксидної суміші. При заміні суміші також і змінюється і вид температурної залежності опору (R-T крива) і міняється стабільність при високих температурах. На щастя термістори з високим опором, достатнім для того, щоб використовувати їх при високих температурах, також володіють, як правило, більшою стабільністю.

Недорогі термістори звичайно мають досить великі допуски параметрів. Наприклад, припустимі значення опорів при 25 ос змінюються в діапазоні від  20% до  5%. При більш високих чи низьких температурах розкид параметрів ще більше збільшується. Для типового термістора, що має чутливість 4% на градус Цельсія, що відповідають допуски вимірюваної температури міняються приблизно від  5 про до  1,25 ос при 25 ос. Високоточні термістори будуть розглядатися в даній статті нижче.

Раніше було сказано, що термістори є пристроями з вузьким діапазоном. Це необхідно пояснити: більшість термісторів працює в діапазоні від –80 ос до 150 ос, і маються прилади (як правило, зі скляним покриттям), що працюють при 400 ос і великих температур. Однак для практичних цілей велика чутливість термісторів обмежує їх корисний температурний діапазон. Опір типового термістора може змінюватися в 10000 чи 20000 разів при температурах від –80 ос до +150 ос. Можна уявити собі труднощі при проектуванні схеми, що забезпечувала б точність вимірів на обох кінцях цього діапазону (якщо не використовується переключення діапазонів). Опір термістора, номінальне при нулі градусів, не перевищить значення декількох ом при

400 ос. У більшості термісторів для внутрішнього приєднання виведень використовується пайка. Очевидно, що такий термістор не можна використовувати для виміру температур, що перевищують температуру плавлення припою. Навіть без пайки, епоксидне покриття термісторів зберігається лише при температурі не більш 200 ос. Для більш високих температур необхідно використовувати термістори зі скляним покриттям, що мають приварені чи вплавлені виведення.

Термістори – це резистори, і вони підкоряються закону Ома (E=Ix) – якщо не змінюється їхня температура. Варто пам'ятати, що досить лише декількох міліватів потужності для того, щоб збільшити температуру термістора на один градус і більш, і що опір зменшується приблизно на 4% на градус Цельсія. Якщо до термістора підключити джерело струму і повільно збільшувати струм, то буде видно, що напруга збільшується усе більш і більш повільно, тому що опір термістора зменшується. Очевидно, що напруга зовсім перестане збільшуватися і потім практично почне зменшуватися при подальшому збільшенні струму. На графіку представлені типові вольт-амперні криві. При малому струмі і малій потужності крива відповідає лінії постійного опору, свідчачи про те, що термістор нагрівається слабко. При збільшенні потужності видно, що опір термістора починає падати. В області великої потужності термістор у деякому змісті, працює, як негативний опір, тобто напруга на ньому зменшується при збільшенні струму.