ترمیستورها نیمه هادی هستند که دارای ضریب حرارتی مقاومت الکتریکی بسیار زیاد و منفی می باشند. ضریب حرارتی این مقاومتها با افزایش دما کم شده و با انرژی فعال کننده ذرات نیمه هادی متناسب است.
لغت نیمه هادی را ممکن است برخی اشتباها به اجسامی مانند دیودها که عمل یکسوسازی انجام می دهند اختصاص دهند، در حالی که یک دیود یکسو کننده تشکیل شده است از دو جسم نیمه هادی با نوع ناخالصی متفاوت که با یکدیگر در تماس هستند. اما نیمه هادی ها در واقع اجسامی هستند که مقاومت الکتریکی آنها نه به اندازه هادی ها کم و نه به اندازه عایق ها زیاد باشد. مقاومت الکتریکی در عایق ها بیشتر از 8^10 اهم بر سانتی متر و در هادیهای جامد بین پ3-^10 و 6-^10 اهم بر سانتی متر است، در صورتی که در نیمه هادی ها شامل محدوده وسیعی از6-^10 تا پ5^10 اهم بر سانتی متر است. (اهم بر سانتی متر مقدار مقاومتی است که یک مکعب مستطیل به طول یک متر و سطح مقطع یک سانتی متر دارا می باشد.)پ
با این وصف اکسید فلزات زیادی را می توان برای ساختن ترمیستور مورد استفاده قرار داد مانند:
Fe2O3-Mn3O4و ZnO - MgO - CuO
و همچنین سولفیدهایی مانند Ag2S نیز برای این کار استفاده می شوند.
ترمیستورها را به اشکال متفاوتی مانند میله ای، عدسی، دانه ای و غیره با روشهای سرامیک سازی می سازند.
هدایت الکتریکی در ترمیستوها نه تنها به شکل و ابعاد هندسی آنها بلکه به روش تولید و اندازه بلورهای سازنده آن نیز بستگی دارد. یعنی فشار پرس و دمای کوره در تعیین مقاومت الکتریکی آن موثرند.
مقاومت و ضریب حرارتی را در ترمیستورها می توان تا حدود بسیار زیادی با استفاده از مخلوط اکسیدهای مختلف تغییر داد. ضریب این تغییرات ممکن است تا یک میلیون نیز برسد. ضریب حرارتی زیاد یک ترمیستور آنرا برای استفاده در اندازه گیری دما مناسب می کند.
در اینجا دو نوع ترمیستور تجارتی MMT-1 و MMT-4را مورد مقایسه قرار می دهیم
پ MMT-1 برای استفاده در محیط های بسته و خشک مناسب است در حالی که MMT-4 می تواند در محیط های مرطوب و حتی درون مایعات مورد استفاده قرار گیرد. مقاومت اسمی آنها بین 1000 تا 200000 اهم در دمای 20 درجه سانتی گراد و ضریب حرارتی مقاومت آنها در همین دما معادل 0.03 بر درجه سانتی گراد است. همچنین دمای مناسب جهت استفاده از آنها بین 100- تا 120+ درجه سانتی گراد می باشد. این ترمیستورها دارای ثبات هنگام بهره برداری و همچنین پایداری در برابر تکان و لرزش هستند و از استحکام خوبی نیز برخوردارند. زمان عکس العمل آنها در مقایسه با یک دماسنج جیوه ای در جدول زیر نشان داده شده است.
این زمان عبارتست از مدتی که طول می کشد تا مقاومت ترمیستور 63% کم شود اگر آنرا از دمای اولیه صفر درجه به محیطی با دمای 100 درجه سانتی گراد وارد کنیم. در ستون اول جدول محیط مذکور هوا و در ستون دوم آب می باشد. جرم ناچیز این ترمیستور ها باعث کوتاهی زمان عکس العمل در آنها می باشد.
علاوه بر موارد استفاده ترمیستورها در اندازه گیری و کنترل دما می توان آنها را در موارد بسیاری به عنوان ثابت نگهدارنده ولتاژ محدود کننده جریان اندازه گیری سرعت انتقال حرارت در مایعات رئوستای بدون تماس (بی حرکت) و نظایر آها مورد استفاده قرار دارد.
منبع:
http://www.atcce.com
لغت نیمه هادی را ممکن است برخی اشتباها به اجسامی مانند دیودها که عمل یکسوسازی انجام می دهند اختصاص دهند، در حالی که یک دیود یکسو کننده تشکیل شده است از دو جسم نیمه هادی با نوع ناخالصی متفاوت که با یکدیگر در تماس هستند. اما نیمه هادی ها در واقع اجسامی هستند که مقاومت الکتریکی آنها نه به اندازه هادی ها کم و نه به اندازه عایق ها زیاد باشد. مقاومت الکتریکی در عایق ها بیشتر از 8^10 اهم بر سانتی متر و در هادیهای جامد بین پ3-^10 و 6-^10 اهم بر سانتی متر است، در صورتی که در نیمه هادی ها شامل محدوده وسیعی از6-^10 تا پ5^10 اهم بر سانتی متر است. (اهم بر سانتی متر مقدار مقاومتی است که یک مکعب مستطیل به طول یک متر و سطح مقطع یک سانتی متر دارا می باشد.)پ
با این وصف اکسید فلزات زیادی را می توان برای ساختن ترمیستور مورد استفاده قرار داد مانند:
Fe2O3-Mn3O4و ZnO - MgO - CuO
و همچنین سولفیدهایی مانند Ag2S نیز برای این کار استفاده می شوند.
ترمیستورها را به اشکال متفاوتی مانند میله ای، عدسی، دانه ای و غیره با روشهای سرامیک سازی می سازند.
هدایت الکتریکی در ترمیستوها نه تنها به شکل و ابعاد هندسی آنها بلکه به روش تولید و اندازه بلورهای سازنده آن نیز بستگی دارد. یعنی فشار پرس و دمای کوره در تعیین مقاومت الکتریکی آن موثرند.
مقاومت و ضریب حرارتی را در ترمیستورها می توان تا حدود بسیار زیادی با استفاده از مخلوط اکسیدهای مختلف تغییر داد. ضریب این تغییرات ممکن است تا یک میلیون نیز برسد. ضریب حرارتی زیاد یک ترمیستور آنرا برای استفاده در اندازه گیری دما مناسب می کند.
در اینجا دو نوع ترمیستور تجارتی MMT-1 و MMT-4را مورد مقایسه قرار می دهیم
پ MMT-1 برای استفاده در محیط های بسته و خشک مناسب است در حالی که MMT-4 می تواند در محیط های مرطوب و حتی درون مایعات مورد استفاده قرار گیرد. مقاومت اسمی آنها بین 1000 تا 200000 اهم در دمای 20 درجه سانتی گراد و ضریب حرارتی مقاومت آنها در همین دما معادل 0.03 بر درجه سانتی گراد است. همچنین دمای مناسب جهت استفاده از آنها بین 100- تا 120+ درجه سانتی گراد می باشد. این ترمیستورها دارای ثبات هنگام بهره برداری و همچنین پایداری در برابر تکان و لرزش هستند و از استحکام خوبی نیز برخوردارند. زمان عکس العمل آنها در مقایسه با یک دماسنج جیوه ای در جدول زیر نشان داده شده است.
این زمان عبارتست از مدتی که طول می کشد تا مقاومت ترمیستور 63% کم شود اگر آنرا از دمای اولیه صفر درجه به محیطی با دمای 100 درجه سانتی گراد وارد کنیم. در ستون اول جدول محیط مذکور هوا و در ستون دوم آب می باشد. جرم ناچیز این ترمیستور ها باعث کوتاهی زمان عکس العمل در آنها می باشد.
علاوه بر موارد استفاده ترمیستورها در اندازه گیری و کنترل دما می توان آنها را در موارد بسیاری به عنوان ثابت نگهدارنده ولتاژ محدود کننده جریان اندازه گیری سرعت انتقال حرارت در مایعات رئوستای بدون تماس (بی حرکت) و نظایر آها مورد استفاده قرار دارد.
منبع:
http://www.atcce.com
