Termistor

Un termistor és un tipo de resistència (component electrònic) el valor del qual varia en funció de la temperatura d'una forma més acusada que una resistència comuna. El seu funcionament es basa en la variació de la resistividad que presenta un semiconductor en la temperatura. Este component s'usa freqüentment com a sensor de temperatura o protector de circuits contra excessos de corrent.

El terme prové del anglés thermistor, el qual és un acrònim de les paraules Thermally Sensitive Resistor (resistència sensible a la temperatura). Existixen dos tipos fonamentals de termistores:

• Els que tenen un coeficient de temperatura negatiu (en anglés Negative Temperature Coefficient o NTC), els quals decrementan la seua resistència a mida que aumenta la temperatura.
• Els que tenen un coeficient de temperatura positiu (en anglés Positive Temperature Coefficient o PTC), els quals incrementen la seua resistència a mida que aumenta la temperatura.

Història

El primer termistor NTC va ser descobert en 1833 per Michael Faraday, qui va informar sobre el comportament semiconductor del sulfur d'argent. Faraday va notar que la resistència del sulfur d'argent disminuïa ràpidament a mida que aumentava la temperatura. (Esta va anar també la primera observació documentada d'un material semiconductor.)

Degut a que els primers termistores eren difícils de produir i les aplicacions per a la tecnologia eren llimitades, la producció comercial de termistores no va començar fins a la década de 1930. Samuel Ruben va inventar un termistor comercialment viable en 1930.

Funcionament

El funcionament es basa en la variació de la resistència del semiconductor pel canvi de la temperatura ambiente, creant una variació en la concentració de portadors. Per als termistores NTC, en aumentar la temperatura, aumentarà també la concentració de portadors, per lo que la resistència serà menor, d'ahí que el coeficient siga negatiu. Per als termistores PTC, en el cas d'un semiconductor en un dopat molt intens, est adquirirà propietats metàliques, prenent un coeficient positiu en un marge de temperatura llimitat. Usualment, els termistores es fabriquen a partir d'òxits semiconductors, tals com l'òxit fèrric, l'òxit de níquel, o l'òxit de cobalt. No obstant, a diferència dels sensors RTD, la variació de la resistència en la temperatura no és llineal. Per a un termistor NTC, la característica és exponencial [i^(1/x)]. Per a chicotets increments de temperatura, es donaran grans increments de resistència. Per eixemple, el següent model caracterisa la relació entre la temperatura i la resistència per mig de dos paràmetros:

$R_T=A\cdot e^{\frac{B}{T}}$

con

$A=R_0\cdot e^{\frac{-B}{T_0}}$

siendo:

$R_T$ es la resistencia del termistor NTC a la temperatura T (K)

$R_0$ es la resistencia del termistor NTC a la temperatura de referencia $T_0$ (K)

A es una constante que depende del termistor NTC utilizado y que se debe de calcular. Se corresponde con la resistencia que presentaria el termistor a una temperatura infinita.

B es la llamada temperatura característica del material, su valor depende linealmente de la temperatura, aunque puede tomarse como constante dentro d'un intervalo entre 2000 K y 5000 K. Por analogía a els sensores RTD, podría definirse un coeficiente de temperatura equivalente $\alpha$, que per a el modelo de dos parámetros quedaría:

$\alpha =\frac{1}{R_T}\cdot \frac{d{R}_T}{dT}=-\frac{B}{T^2}$

Puede observarse como el valor d'este coeficiente varía con la temperatura. per eixemple, per a un termistor NTC con B = 4000 K y T = 25 °C, se tendrá un coeficiente equivalente $\alpha$ = -0.045 $K^{-1}$, que será diez veces superior a la sensibilidad d'un sensor Pt100 con $\alpha$ = 0.00385 $K^{-1}$. L'error d'este model en el marge de 0 a 50 °C és de l'orde de ±0.5 °C. Existixen models més sofisticats en més paràmetros que donen un error d'aproximació encara menor. En la següent figura es mostra la relació tensió–corrent d'un termistor NTC, en el que apareixen els efectes del autocalfament.

Autocalfament.

A partir del punt A, els efectes del autocalfament es fan més evidents. Un aument de la corrent implicarà una major potència dissipada en el termistor, aumentant la temperatura d'est i disminuint la seua resistència, deixant d'aumentar la tensió que cau en el termistor. A partir del punt B, la pendent passa a ser negativa.

Aplicacions

Termistores de coeficient de temperatura negatiu (NTC)

Algunes aplicacions d'estos components són:

• Com a sensors de temperatura:
  • Detector de temperatura resistiu per a medicions de baixa temperatura.
  • Sensors en aplicacions d'automoció per a medir la temperatura del refrigerant del motor, la temperatura de l'habitàcul, la temperatura exterior o la temperatura de l'oli del motor. Estes llectures de temperatura en enviades a l'unitat de control de motor o al quadre d'instruments.
  • Sensor dels termostats digitals.
• Llimitadors de corrent d'arrancada: presenten una resistència alta inicialment, lo que evita que fluïxquen grans corrents a l'inici. Després es calfen i baixa la seua resistència per a permetre un fluix de corrent més alt durant el funcionament normal. Estos termistores solen ser molt més grans que els termistores usador com a sensors i són dissenyats específicament per a esta aplicació.

Termistores de coeficient de temperatura positiu (PTC)

Algunes aplicacions d'estos components són:

• Protecció contra condicions de sobreintensidad de corrent (actuant com fusibles rearmables).
• Temporisador per a la desmagnetisació de les pantalles de tubo de rajos catódicos.
• Com la resistència en calfador estufes elèctriques o planches per al Cabell tipo pastilles ceràmica.
• Regulador de corrent en les bugies de precalfament dels motors diésel.

Encapsulados dels termistores

Els termistores es comercialisen en distints formats, com són els de forat pasante (radial i axial), de montage superficial o aéreus.

• Tipos de termistores
• 
  Termistor (tipo perla)
• 
  Termistor (tipo SMD)
• Erro al crear miniatura:
  Termistor (tipo disc)
• 
  Termistor (axial)
• 
  Sonda de mida

Inconvenients dels termistores

Per a obtindre una bona estabilitat en els termistores és necessari envellir-els adequadament. Pero el principal inconvenient del termistor és la seua falta de linealidad.

Vore també

• Termistor NTC
• Instrumentació electrònica
• RTD
• Termoparell

Enllaços externs

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Termistores.

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Resistències termomètriques.
• archive. org/web/20090522185743/http://www. satlink. com/usuarios/m/mediterm/newpage9. htm Meditern
• archive. org/web/20100414092846/http://www. epcosistemas. com/2. htm Epcosistemas
• com/que-es-un-termistor/ ¿Que és un Termistor? Video explicant el seu us típic.