Elementy bezzłączowe
Elementy bezzłączowe
Termistory są to elementy półprzewodnikowe
bezzłączowe, których rezystancja nie jest
wielkością stałą, lecz silnie reaguje na
zmiany temperatury.
Termistory
NTC (Negative Temperature Coefficent)
- termistory o ujemnym współczynniku
temperaturowym rezystancji;
PTC (Positive Temperature Coefficent)
- termistory o dodatnim współczynniku
temperaturowym rezystancji;
CTR (Critical Temperature Resistor)
-termistory o rezystancji zmieniającej się
skokowo.
Wyróżnia się trzy typy
termistorów:
Rezystancja termistora NTC zmniejsza się ze wzrostem
temperatury zgodnie z
przybliżoną zależnością:
T
B
RT = A× e (1)
gdzie: RT – rezystancja termistora w temperaturze T, A
i B – stałe materiałowe,
T - temperatura bezwzględna wyrażona w stopniach
Kelvina.
Termistory NTC
Termistory PTC charakteryzują się tym,
że w dość szerokim zakresie temperatur
(typowo od kilkunastu do ponad stu ºC) ich
rezystancja rośnie wraz ze wzrostem
temperatury .
Termistory PTC
Termistory PTC stosowane są w różnego
rodzaju układach zabezpieczających (przede
wszystkim przed przegrzaniem oraz przed zbyt
dużym prądem).
Termistory CTR charakteryzują się szybką,
praktycznie skokową zmianą rezystancji w bardzo
wąskim przedziale temperatur (rzędu
pojedynczych K) wokół temperatury krytycznej.
Spadek rezystancji może osiągać nawet pięć
rzędów wielkości. Wartość temperatury
krytycznej zależy przede wszystkim od materiału,
którego wykonano termistor. Produkowane są
termistory CTR o temperaturach od 35 do 80 ºC.
Termistory CTR
Termistory wykorzystywane są szeroko w elektronice jako:
czujniki temperatury (KTY), w układach kompensujących
zmiany parametrów obwodów przy zmianie temperatury, w
układach zapobiegających nadmiernemu wzrostowi prądu,
do pomiarów temperatury,
elementy kompensujące zmianę oporności innych
elementów elektronicznych np. we wzmacniaczach i
generatorach bardzo niskich częstotliwości.
ograniczniki natężenia prądu (bezpieczniki elektroniczne)
– termistory typu CTR, np. w układach akumulatorów
telefonów, zapobiegając uszkodzeniu akumulatorów w
wyniku zwarcia lub zbyt szybkiego ładowania.
czujniki tlenu.
Zastosowania
Warystory są nieliniowymi rezystorami,
których rezystancja maleje ze wzrostem
doprowadzonego do nich napięcia. Do
produkcji warystorów wykorzystuje się
tlenek cynku (ZnO) z dodatkiem tlenków
bizmutu, manganu, chromu oraz tlenków
innych metali.
Warystor
I = k ×Ua (6)
gdzie: U – napięcie na warystorze; I – prąd, płynący
przez warystor; α – współczynnik nieliniowości;
k – stała, zależna od wymiarów warystora i
własności materiałowych.
Wartość współczynnika α można wyznaczyć na
podstawie współrzędnych dwóch punktów leżących
na roboczym odcinku charakterystyki prądowo-
napięciowej warystora
Charakterystyka prądowo –
napięciowa warystorów cynkowych
Głównie zabezpieczanie urządzeń przed
przepięciami.
Warystory są ochronnikami przepięciowymi i
wysokonapięciowymi (w telewizorach).
Stosowane są również do ochrony linii wysokiego
napięcia.
Stosuje się je w liniach telefonicznych do
zabezpieczania telefonów, modemów i innych
urządzeń podłączonych do linii telefonicznej.
Służą jako odgromniki.
Służą też jako pewnego rodzaju zabezpieczenie
transformatorów.
Zastosowanie
Hallotron, halotron - urządzenie, którego
zasada działania opiera się na klasycznym
efekcie Halla. Zostało ono odkryte w 1879
przez amerykana Edwina Herberta Halla.
Zjawisko Halla polega na "zamianie"
strumienia indukcji magnetycznej B w
napięcie VH przez płytkę wstępnie
spolaryzowaną prądem IC.
Hallotron
Hallotrony wykonywane są na bazie materiałów
półprzewodnikowych o dużej ruchliwości nośników
ładunku (najczęściej arsenek indu InAs, antymonek
indu InSb, tellurek rtęci HgTe), z materiałów litych
(german) oraz w technologii warstwowej, na przykład
przez napylanie próżniowe na podłoże ceramiczne lub
mikę. Mała grubość jest istotna w kontekście czułości
hallotronu, ponieważ napięcie Halla jest odwrotnie
proporcjonalne do grubości próbki. Dlatego ze
względu na potrzeby metrologiczne (np. pomiary pól
w szczelinach), jak i racjonalnej konstrukcji
określającej ich wysoką czułość, wykonywane są jako
możliwie cienkie - ułamek milimetra, oraz wąskie - od
1 do 3 mm.
do pomiaru wielkości elektromagnetycznych takich jak
indukcja magnetyczna, natężenie prądu, moc czy opór,
do pomiaru wielkości innych niż elektryczne, np. kąt
obrotu (na części wirującej zamocowany jest magnes
współpracujący z nieruchomym hallotronem),
przesunięcie, drgania mechaniczne, ciśnienie,
w układach wykonujących operacje matematyczne i
logiczne,
jako kompas.
Zastosowanie:
Zastosowanie hallotronu umożliwiło budowę tanich
silników prądu stałego np. do wentylatorów
używanych w komputerach. Silnik taki jest wykonany
jako silnik prądu przemiennego i charakteryzuje się
brakiem komutatora, oraz łatwością regulacji
obrotów. Wirnik silnika jest magnesem, natomiast
cewki stojana są zasilane poprzez układ
elektroniczny. Hallotron wykrywa położenie magnesu
i tak steruje załączaniem poszczególnych uzwojeń,
aby nadać wirnikowi ruch obrotowy.