Перегляд вихідного коду сторінки Терморезистор

[[Файл:Heissleiter2.jpg|thumb|Термістори різної форми]]
{{не плутати|термічний опір|термічним (тепловим) опором|}}
'''Терморези́стор, термі́стор''' — [[напівпровідник]]овий [[резистор]], активний [[електричний опір]] якого залежить від [[температура|температури]]; терморезистори випускаються у вигляді стрижнів, трубок, дисків, шайб і намистинок; розміри варіюються від декількох [[мкм]] до декількох см.

Термісторами також називають [[термометр]]и, в яких температура визначається за зміною електричного опору.

== Історія ==
Перший термістор з негативним [[Температурний коефіцієнт електричного опору|температурним коефіцієнтом]] був створений у 1833 році [[Майкл Фарадей|Майклом Фарадеєм]], який виявив напівпровідникову поведінку [[Сульфід срібла|сульфіду срібла]]. Фарадей помітив, що опір сульфіду срібла різко зменшується при підвищенні температури (цей дослід був також першим документованим спостереженням напівпровідникового матеріалу).<ref name=CHM-semicon>{{cite web|title=1833 - First Semiconductor Effect is Recorded|url=http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1833-first.html|website=Computer History Museum|accessdate=26 жовтня 2014}}</ref>

Оскільки перші термістори були складними у виготовленні і застосування технології було обмеженим, промислове виробництво терморезисторів почалося лише після 1930 року.<ref>{{cite book |first=Thomas |last=McGee |year=1988 |title=Principles and Methods of Temperature Measurement |chapter=Chapter 9 |page=203 |publisher=John Wiley & Sons |url=http://books.google.com/books?id=qfmS7g4JzjwC&lpg=PP1&pg=PA203#v=onepage&q=thermistor&f=false}}</ref> Перший життездатний комерційний зразок термістора був винайдений Самуелем Рубеном у 1930 році (патент США {{US patent|2021491}}).<ref>{{cite book |title=Biomedical Sensors |editor=Jones, Deric P. |year=2009 |publisher=Momentum Press |page=12| url=http://books.google.com/books?id=7cI83YOIUTkC&pg=PA12&dq=Samuel+Ruben+and+Thermistor&hl=en&ei=gHVyTpyUG5Cltwfkp-SFCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CDEQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false}}</ref>

== Загальний опис ==

[[Файл:NTC bead.jpg|right|thumb|Датчик температури на основі термістора]]
[[Файл:Термістор (ЄСКД).svg|thumb|150px|Умовне позначення на [[Принципова електрична схема|електричній схемі]]]]
[[Файл:ThermistorVAC.PNG|thumb|[[Вольт-амперна характеристика]] (ВАХ) для позистора]]
[[Файл:Thermistor RT.jpg|thumb|Залежність опору термістора від температури. 1: для R<0.2: для R>0]]

Для термістора характерні великий [[Температурний коефіцієнт електричного опору|температурний коефіцієнт опору (ТКО)]] (у десятки раз перевищує цей коефіцієнт для [[метал]]ів), простота використання, здатність працювати в різних кліматичних умовах при значних механічних навантаженнях, стабільність характеристик у часі.

Терморезистори виготовляють у вигляді стрижнів, трубок, дисків, шайб, намистинок і тонких пластинок переважно методами [[порошкова металургія|порошкової металургії]]. Їхні розміри можуть варіюватися в межах від 1—10 мкм до 1—2&nbsp;см.

Основними параметрами терморезистора є: номінальний [[Електричний опір|опір]], температурний коефіцієнт опору, інтервал робочих температур, максимально припустима потужність розсіювання.

Розрізняють терморезистори з негативним ('''NTC-термістори''', від ''{{lang-en|«Negative Temperature Coefficient»}}'') і позитивним ('''PTC-термістори''', від ''{{lang-en|«Positive Temperature Coefficient»}}'', або просто&nbsp;— '''позистори''') [[Температурний коефіцієнт електричного опору|температурним коефіцієнтом опору (ТКО)]].
Терморезистори з негативним ТКО виготовляють із суміші полікристалічних оксидів [[Перехідні метали|перехідних металів]] (наприклад, [[Оксид марганцю(II)|MnO]], [[Оксид кобальту(II)|CoO]], [[Оксид нікелю(II)|NiO]], [[Оксид міді(II)|CuO]]), легованих [[Германій|Ge]] і [[Кремній|Si]], напівпровідників типу A<sup>III</sup> B<sup>V</sup>, скловидних напівпровідників і інших матеріалів.

Розрізняють терморезистори низькотемпературні (розраховані на роботу при температурах нижче 170 [[Кельвін|К]]), середньотемпературні (170—510 К) і високотемпературні (вище 570 К). Крім того, існують терморезистори, призначені для роботи при 4,2 К и нижче й при 900—1300 К.
Найбільш широко використовуються середньотемпературні терморезистори із ТКО від&nbsp;— 2,4 до —8,4&nbsp;%/ К і номінальним опором 1—10<sup>6</sup> Ом.

Режим роботи терморезисторів залежить від того, на якій ділянці статичної [[Вольт-амперна характеристика|вольт-амперної характеристики (ВАХ)]] обрана робоча точка. У свою чергу ВАХ залежить як від конструкції, розмірів і основних параметрів терморезистора, так і від температури теплопровідності навколишнього середовища, тепловому зв'язку між терморезистором і середовищем. Терморезистори з робочою точкою на початковій (лінійній) ділянці ВАХ використовуються для виміру й контролю температури й компенсації температурних змін параметрів електричних кіл і електронних приладів. Терморезистори з робочою точкою на спадній ділянці ВАХ (з негативним опором) застосовуються як [[пускове реле|пускові реле]], реле часу, вимірники потужності електрогмагнітного випромінювання на [[НВЧ]], стабілізатори температури й [[Електрична напруга|напруги]]. Режим роботи терморезистора, при якому робоча точка перебуває також на спадаючій ділянці ВАХ (при цьому використовується залежність опору терморезистора від температури й [[теплопровідність|теплопровідності]] навколишнього середовища), характерний для терморезисторів, застосовуваних у системах теплового контролю й пожежної сигналізації, регулювання рівня рідких і сипучих середовищ; дія таких терморезисторів заснована на виникненні релейного ефекту в ланцюзі з терморезистором при зміні температури навколишнього середовища або умов [[теплообмін]]у терморезистора з середовищем.

Виготовляються також терморезистори спеціальної конструкції&nbsp;— з непрямим підігрівом. У таких терморезисторах є обмотка підігріву, ізольована від напівпровідникового резистивного елемента (якщо при цьому потужність, що виділяється в резистивному елементі, мала, то тепловий режим терморезистора визначається температурою підігрівника, тобто струмом у ньому). Таким чином, з'являється можливість змінювати стан терморезистора, не міняючи струм через нього. Такий терморезистор використовується як змінний резистор, керований електрично на відстані.

З терморезисторів з позитивним температурним коефіцієнтом найбільший інтерес являють терморезистори, виготовлені із твердих розчинів на основі [[Титанат барію|BaTiO<sub>3</sub>]]. Такі терморезистори звичайно називають позисторами. Відомі терморезистори з невеликим позитивним температурним коефіцієнтом (0,5—0,7&nbsp;%/ К), виконані на основі [[кремній|кремнію]] з електронною провідністю; їхній опір змінюється з температурою приблизно за лінійним законом. Такі терморезистори використовуються, наприклад, для температурної стабілізації електронного обладнання на [[транзистор]]ах.

Варто відзначити, що графік зображений на малюнку «Вольт-амперна характеристика (ВАХ) для позистора» незручний, тому що неправильно розташовані осі&nbsp;— потрібно поміняти їх місцями. Для одержання ВАХ термістора графік необхідно повернути вліво на 90 градусів й інвертувати по вертикалі.

== Рівняння Стейнхарта—Харта ==
{{main|Рівняння Стейнхарта—Харта}}
Для точних вимірювань температури в широкому діапазоні значень крива залежності має бути описана більш детально, ніж це робить лінійна залежність. Найчастіше для цього використовується рівняння Стейнхарта—Харта, яке дає наближення третього порядку і має такий вигляд:

:<math>{1 \over T} = A + B \ln(R) + C [\ln(R)]^3 </math>

де:
* <math>T</math> — [[Термодинамічна температура|абсолютна температура]] (у [[Кельвін (одиниця)|Кельвінах]]),
* <math>R</math> — опір при температурі ''T'' ([[Ом]]),
* <math>A</math>, <math>B</math>, <math>C</math> — коефіцієнти Стейнхарта—Харта, які варіюються залежно від типу і моделі [[термістор]]а і від діапазону температур.

Для вираження опору як функції температури, вище поданий вираз може бути поданий як:

:<math>R = \mathrm{exp} \left[{{\left( x - {1 \over 2}y \right)}^{1 \over 3} - {\left( x + {1 \over 2}y \right)}^{1 \over 3}}\right]</math>

де
:<math>\begin{align}
  y &= {1 \over c}\left(a - {1 \over T}\right) \\
  x &= \sqrt{\left(\frac{b}{3c}\right)^3 + \left(\frac{y}{2}\right)^2}
\end{align}</math>

Похибка рівняння Стейнхарта—Харта, як правило, менша за 0.02 °C при вимірюванні температури в діапазоні 200 °C<ref>{{Cite web |url=http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-7822E.pdf |title=Practical Temperature Measurements |publisher=Agilent Application Note. Agilent Semiconductor |language=англ |accessdate=22 червня 2015 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090824054305/http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-7822E.pdf |archivedate=24 серпня 2009 |deadurl=yes }} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090824054305/http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-7822E.pdf |date=2009-08-24 }}</ref>.

== Застосування ==
На основі термісторів розроблені системи і пристрої дистанційного та централізованого вимірювання і регулювання температури, [[Пожежна сигналізація|пожежної сигналізації]] та [[тепловий контроль|теплового контролю]], температурної компенсації різних елементів [[Електричне коло|електричного кола]], вимірювання [[вакуум]]у та швидкості руху рідин і газів та ін., також термістори часто використовуються для [[Обмежувач пускового струму|обмеження пускових струмів]] імпульсних блоків живлення.

== Див. також ==
* [[Термометр опору]]
* [[Резистор]]
* [[Термопара]]
* [[Термостат]]

== Примітки ==
{{примітки}}

== Література ==
* ''Шефтель И Т.'' Терморезисторы.
* ''Мэклин Є. Д.'' Терморезисторы.
* ''Шашков А. Г.'' Терморезистори і їх застосування.
* {{ГЕС}}

== Джерела ==
{{Commonscat|Thermistors}}
* {{ТСУМО}}
== Посилання ==
* {{УСЕ-4|[http://slovopedia.org.ua/29/53410/21888.html Термістор]}}

{{Електронні компоненти}}


{{Electronics-stub}}

[[Категорія:Електротехніка]]
[[Категорія:Напівпровідникова техніка]]
[[Категорія:Вимірювання температури]]
[[Категорія:Резистори]]
[[Категорія:Давачі температури]]