Umfassende Kenntnisse über PTC-Thermistoren - Anwendung von Heizungs- und Ueberhitzungsschutz
Thermistoren sind empfindliche Bauteile, die früh entwickelt wurden, viele Typen haben und ausgereifter sind. Der Thermistor besteht aus einem halbleitenden Keramikmaterial und das Prinzip der Verwendung ist die temperaturbedingte Widerstandsänderung. Wenn die Elektronen- und Lochkonzentrationen n bzw. p sind und die Beweglichkeit μn, μp ist, dann ist die Leitfähigkeit des Halbleiters:
σ = q (nμn + pμp)
Weil n, p, μn und μp alle Funktionen sind, die von der Temperatur T abhängen. Daher Leitfähigkeit eine Funktion der Temperatur ist, kann die Messung die Leitfähigkeit der hohen und niedrigen Temperaturen berechnen, und kann die Widerstand machen - Temperatureigenschaften. Dies ist das Arbeitsprinzip des Halbleiterthermistors.
Zu den Thermistoren gehören Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) und negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) sowie Thermistoren mit kritischer Temperatur (CTR).
Die Hauptmerkmale des Thermistors sind:
1) Die Empfindlichkeit ist hoch und der Temperaturkoeffizient des Widerstands ist 10 bis 100 mal größer als der des Metalls, und die Temperaturänderung von 10 bis 6 ° C kann erfasst werden;
2) Breiter Betriebstemperaturbereich, Raumtemperaturgerät ist für -55 ° C ~ 315 ° C geeignet. Hochtemperaturgeräte eignen sich für Temperaturen über 315 ° C (derzeit bis zu 2000 ° C) und Niedertemperaturgeräte eignen sich für -273 ° C bis 55 ° C;
3) Klein, geeignet zum Messen der Temperatur von Hohlräumen, Hohlräumen und Blutgefäßen im Körper, die mit anderen Thermometern nicht gemessen werden können;
4) Einfach zu bedienen, der Widerstandswert kann beliebig zwischen 0,1 und 100 kΩ gewählt werden;
5) Leicht zu komplexen Formen zu verarbeiten und kann in Massenproduktion hergestellt werden;
6) Gute Stabilität und starke Überlastfähigkeit.
Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften des Halbleiterthermistors kann er nicht nur als Messkomponente verwendet werden (z. B. zur Messung von Temperatur, Durchflussrate, Flüssigkeitsstand usw.).
Es kann auch als Steuerelement (z. B. Thermoschalter, Strombegrenzer) und als Schaltungskompensationskomponente verwendet werden.
Thermistoren werden häufig in Haushaltsgeräten, in der Energiewirtschaft, in der Kommunikation, in der Militärwissenschaft, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen eingesetzt, und die Entwicklungsperspektiven sind äußerst vielfältig.
Kaltleiter
PTC (PosiTIve Temperature Coeff1Cient) ist ein Thermistor-Phänomen oder Material, dessen Widerstand bei einer bestimmten Temperatur stark ansteigt und dessen Temperaturkoeffizient positiv ist. Kann ausschließlich als Konstanttemperatursensor verwendet werden. Dieses Material ist ein Sinterkörper, der hauptsächlich aus BaTIO3 oder SrTIO3 oder PbTIO3 besteht. Das Einbringen einer kleinen Menge von Oxiden wie Nb, Ta, Bi, Sb, Y und La, um die Wertigkeit zu steuern und sie zu halbleiten, und des von Halbleitern abgeleiteten Materials wie BaTiO 3 wird oft als halbleitende Keramik bezeichnet; Gleichzeitig werden ein Oxid von Mn, Fe, Cu, Cr, das seinen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten erhöht, und ein Additiv, das andere Rollen spielt, hinzugefügt. Das Titanoxidtitanat oder dergleichen und seine feste Lösung werden durch ein allgemeines Keramikverfahren und Hochtemperatursintern halbleitend gemacht, um ein positiv wirkendes Thermistormaterial zu erhalten. Der Temperaturkoeffizient und die Curie-Punkt-Temperatur variieren mit der Zusammensetzung und den Sinterbedingungen (insbesondere der Kühltemperatur).
Bariumtitanatkristall gehört zu einer Perowskitstruktur und ist ein ferroelektrisches Material. Reines Bariumtitanat ist ein Isoliermaterial. Dem Bariumtitanatmaterial wird eine Spurenmenge eines Seltenerdelements zugesetzt, und nach einer geeigneten Wärmebehandlung wird der spezifische Widerstand nahe der Curie-Temperatur um mehrere Größenordnungen erhöht, und es wird ein PTC-Effekt erzeugt. Dieser Effekt hängt mit der Ferroelektrizität des BaTiO3-Kristalls und seinem Phasenübergang im Material nahe der Curie-Temperatur zusammen. Bariumtitanat-Halbleiterporzellan ist ein polykristallines Material mit intergranularen Grenzflächen zwischen den Körnern. Wenn das halbleitende Porzellan eine bestimmte Temperatur oder Spannung erreicht, ändert sich die Kristallkorngrenze und der Widerstand stark.
Der PTC-Effekt von halbleitendem Bariumtitanat-Porzellan wird durch die Korngrenze (Korngrenze) verursacht. Für leitende Elektronen entspricht die intergranulare Grenzfläche einer Barriere. Wenn die Temperatur niedrig ist, ist es aufgrund des elektrischen Feldes im Bariumtitanat leicht, den elektrischen Widerstand zu überwinden, und der Widerstandswert ist gering. Wenn die Temperatur in die Nähe des Curie-Punkts (dh der kritischen Temperatur) ansteigt, wird das interne elektrische Feld zerstört und die leitenden Elektronen können die Barriere nicht passieren. Dies entspricht einer Erhöhung der Barriere und einer plötzlichen Erhöhung des Widerstandswertes, was zu einem PTC-Effekt führt. Das physikalische Modell des PTC-Effekts von halbleitendem Bariumtitanatporzellan ist das Oberflächenbarrieremodell der Meeresoberfläche, das Vernichtungsmodell von Daniels et al. und das überlagerte Barrieremodell. Sie haben eine vernünftige Erklärung für den PTC-Effekt unter verschiedenen Aspekten.
Versuche haben gezeigt, dass die Widerstandstemperaturkennlinien von Kaltleitern durch Versuchsformeln über den Betriebstemperaturbereich angenähert werden können:
RT = RT0expBp (T-T0)
Wobei RT, RT0 den Widerstandswert darstellt, wenn die Temperatur T, T0 und Bp die Materialkonstante des Materials ist.
Der PTC-Effekt beruht auf der Art der Korngrenze zwischen der Korngrenze und der Korngrenze der Keramik und variiert signifikant in Abhängigkeit von der Art der Verunreinigung, der Konzentration, den Sinterbedingungen und dergleichen. In letzter Zeit hat ein praktischer temperaturempfindlicher Widerstand ein Silizium-Temperaturerfassungselement unter Verwendung eines Siliziumwafers, der ein körpereigener und hochpräziser Kaltleiter ist. Es besteht aus Silizium vom n-Typ, und die durch die Verunreinigungen verursachte Elektronenstreuung nimmt mit der Temperatur zu und der Widerstand steigt an.
Der PTC-Thermistor erschien 1950, und 1954 erschien ein PTC-Thermistor mit Bariumtitanat als Hauptmaterial. PTC-Thermistoren werden in der Industrie zur Temperaturmessung und -regelung sowie zur Temperaturerfassung und -regelung in bestimmten Teilen von Kraftfahrzeugen verwendet und sind auch in zivilen Einrichtungen weit verbreitet. Steuern Sie beispielsweise die Wassertemperatur des Durchlauferhitzers, die Temperatur der Klimaanlage und des Kältespeichers, verwenden Sie die Heizung selbst für die Gasanalyse und die Windgeschwindigkeitsmaschine. Das Folgende ist ein Beispiel für die Anwendung von Heizungs- und Überhitzungsschutz für Geräte wie Heizungen, Motoren, Transformatoren und Hochleistungstransistoren.
σ = q (nμn + pμp)
Weil n, p, μn und μp alle Funktionen sind, die von der Temperatur T abhängen. Daher Leitfähigkeit eine Funktion der Temperatur ist, kann die Messung die Leitfähigkeit der hohen und niedrigen Temperaturen berechnen, und kann die Widerstand machen - Temperatureigenschaften. Dies ist das Arbeitsprinzip des Halbleiterthermistors.
Zu den Thermistoren gehören Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) und negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) sowie Thermistoren mit kritischer Temperatur (CTR).
Die Hauptmerkmale des Thermistors sind:
1) Die Empfindlichkeit ist hoch und der Temperaturkoeffizient des Widerstands ist 10 bis 100 mal größer als der des Metalls, und die Temperaturänderung von 10 bis 6 ° C kann erfasst werden;
2) Breiter Betriebstemperaturbereich, Raumtemperaturgerät ist für -55 ° C ~ 315 ° C geeignet. Hochtemperaturgeräte eignen sich für Temperaturen über 315 ° C (derzeit bis zu 2000 ° C) und Niedertemperaturgeräte eignen sich für -273 ° C bis 55 ° C;
3) Klein, geeignet zum Messen der Temperatur von Hohlräumen, Hohlräumen und Blutgefäßen im Körper, die mit anderen Thermometern nicht gemessen werden können;
4) Einfach zu bedienen, der Widerstandswert kann beliebig zwischen 0,1 und 100 kΩ gewählt werden;
5) Leicht zu komplexen Formen zu verarbeiten und kann in Massenproduktion hergestellt werden;
6) Gute Stabilität und starke Überlastfähigkeit.
Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften des Halbleiterthermistors kann er nicht nur als Messkomponente verwendet werden (z. B. zur Messung von Temperatur, Durchflussrate, Flüssigkeitsstand usw.).
Es kann auch als Steuerelement (z. B. Thermoschalter, Strombegrenzer) und als Schaltungskompensationskomponente verwendet werden.
Thermistoren werden häufig in Haushaltsgeräten, in der Energiewirtschaft, in der Kommunikation, in der Militärwissenschaft, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen eingesetzt, und die Entwicklungsperspektiven sind äußerst vielfältig.
Kaltleiter
PTC (PosiTIve Temperature Coeff1Cient) ist ein Thermistor-Phänomen oder Material, dessen Widerstand bei einer bestimmten Temperatur stark ansteigt und dessen Temperaturkoeffizient positiv ist. Kann ausschließlich als Konstanttemperatursensor verwendet werden. Dieses Material ist ein Sinterkörper, der hauptsächlich aus BaTIO3 oder SrTIO3 oder PbTIO3 besteht. Das Einbringen einer kleinen Menge von Oxiden wie Nb, Ta, Bi, Sb, Y und La, um die Wertigkeit zu steuern und sie zu halbleiten, und des von Halbleitern abgeleiteten Materials wie BaTiO 3 wird oft als halbleitende Keramik bezeichnet; Gleichzeitig werden ein Oxid von Mn, Fe, Cu, Cr, das seinen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten erhöht, und ein Additiv, das andere Rollen spielt, hinzugefügt. Das Titanoxidtitanat oder dergleichen und seine feste Lösung werden durch ein allgemeines Keramikverfahren und Hochtemperatursintern halbleitend gemacht, um ein positiv wirkendes Thermistormaterial zu erhalten. Der Temperaturkoeffizient und die Curie-Punkt-Temperatur variieren mit der Zusammensetzung und den Sinterbedingungen (insbesondere der Kühltemperatur).
Bariumtitanatkristall gehört zu einer Perowskitstruktur und ist ein ferroelektrisches Material. Reines Bariumtitanat ist ein Isoliermaterial. Dem Bariumtitanatmaterial wird eine Spurenmenge eines Seltenerdelements zugesetzt, und nach einer geeigneten Wärmebehandlung wird der spezifische Widerstand nahe der Curie-Temperatur um mehrere Größenordnungen erhöht, und es wird ein PTC-Effekt erzeugt. Dieser Effekt hängt mit der Ferroelektrizität des BaTiO3-Kristalls und seinem Phasenübergang im Material nahe der Curie-Temperatur zusammen. Bariumtitanat-Halbleiterporzellan ist ein polykristallines Material mit intergranularen Grenzflächen zwischen den Körnern. Wenn das halbleitende Porzellan eine bestimmte Temperatur oder Spannung erreicht, ändert sich die Kristallkorngrenze und der Widerstand stark.
Der PTC-Effekt von halbleitendem Bariumtitanat-Porzellan wird durch die Korngrenze (Korngrenze) verursacht. Für leitende Elektronen entspricht die intergranulare Grenzfläche einer Barriere. Wenn die Temperatur niedrig ist, ist es aufgrund des elektrischen Feldes im Bariumtitanat leicht, den elektrischen Widerstand zu überwinden, und der Widerstandswert ist gering. Wenn die Temperatur in die Nähe des Curie-Punkts (dh der kritischen Temperatur) ansteigt, wird das interne elektrische Feld zerstört und die leitenden Elektronen können die Barriere nicht passieren. Dies entspricht einer Erhöhung der Barriere und einer plötzlichen Erhöhung des Widerstandswertes, was zu einem PTC-Effekt führt. Das physikalische Modell des PTC-Effekts von halbleitendem Bariumtitanatporzellan ist das Oberflächenbarrieremodell der Meeresoberfläche, das Vernichtungsmodell von Daniels et al. und das überlagerte Barrieremodell. Sie haben eine vernünftige Erklärung für den PTC-Effekt unter verschiedenen Aspekten.
Versuche haben gezeigt, dass die Widerstandstemperaturkennlinien von Kaltleitern durch Versuchsformeln über den Betriebstemperaturbereich angenähert werden können:
RT = RT0expBp (T-T0)
Wobei RT, RT0 den Widerstandswert darstellt, wenn die Temperatur T, T0 und Bp die Materialkonstante des Materials ist.
Der PTC-Effekt beruht auf der Art der Korngrenze zwischen der Korngrenze und der Korngrenze der Keramik und variiert signifikant in Abhängigkeit von der Art der Verunreinigung, der Konzentration, den Sinterbedingungen und dergleichen. In letzter Zeit hat ein praktischer temperaturempfindlicher Widerstand ein Silizium-Temperaturerfassungselement unter Verwendung eines Siliziumwafers, der ein körpereigener und hochpräziser Kaltleiter ist. Es besteht aus Silizium vom n-Typ, und die durch die Verunreinigungen verursachte Elektronenstreuung nimmt mit der Temperatur zu und der Widerstand steigt an.
Der PTC-Thermistor erschien 1950, und 1954 erschien ein PTC-Thermistor mit Bariumtitanat als Hauptmaterial. PTC-Thermistoren werden in der Industrie zur Temperaturmessung und -regelung sowie zur Temperaturerfassung und -regelung in bestimmten Teilen von Kraftfahrzeugen verwendet und sind auch in zivilen Einrichtungen weit verbreitet. Steuern Sie beispielsweise die Wassertemperatur des Durchlauferhitzers, die Temperatur der Klimaanlage und des Kältespeichers, verwenden Sie die Heizung selbst für die Gasanalyse und die Windgeschwindigkeitsmaschine. Das Folgende ist ein Beispiel für die Anwendung von Heizungs- und Überhitzungsschutz für Geräte wie Heizungen, Motoren, Transformatoren und Hochleistungstransistoren.
