In ingegneria elettronica moderna, l'affidabilità e la stabilità dei sistemi di alimentazione sono fondamentali.che possono causare danni all'attrezzaturaPer far fronte a queste sfide, gli ingegneri impiegano varie tecnologie di protezione.tra i quali i termistori sono emersi come una soluzione cruciale a causa delle loro proprietà uniche sensibili alla temperatura.

I termistori sono dispositivi semiconduttori la cui resistenza varia significativamente con la temperatura.

La resistività dei materiali semiconduttori segue questa relazione esponenziale:

ρ = ρ0 × exp (ad esempio / (2kT))

Dove ρ rappresenta la resistività, ρ0 è una costante del materiale, Eg è l'energia di banda, k è la costante di Boltzmann e T è la temperatura assoluta.

In base alle loro caratteristiche di resistenza-temperatura, i termistori si dividono in due categorie:

• termostori con coefficiente di temperatura positivo (PTC):La resistenza aumenta con l'aumento della temperatura entro una certa gamma.
• termostori a coefficiente di temperatura negativa (NTC):La resistenza diminuisce con l'aumento della temperatura.

I termistori PTC presentano un forte aumento della resistenza quando la temperatura si avvicina al loro punto di Curie (Tc).

Tipicamente realizzati in ceramica di titanato di bario (BaTiO3) dopata con elementi come lantano o stronzio, i termistori PTC mantengono una bassa resistenza sotto Tc. Alla temperatura di Curie,una transizione di fase nella struttura cristallina fa aumentare drasticamente la resistività.

• Coefficiente di temperatura positivo
• Temperatura di Curie definita (Tc)
• Capacità di ripristino automatico in caso di guasto
• Alta affidabilità e lunga durata
• Eccellente capacità di assorbimento delle sollecitazioni

I termistori PTC svolgono molteplici funzioni su dispositivi elettronici:

• Limitazione della corrente di alimentazione
• Circuiti di protezione da sovraccarico
• Protezione del motore contro il sovraccarico/stall
• Fusibili auto-risistemati
• Sistemi di misurazione della temperatura
• Circuiti di degassaggio nei display CRT
• Elementi di riscaldamento per piccoli apparecchi

I termistori NTC dimostrano una diminuzione della resistenza con l'aumento della temperatura, rendendoli preziosi per le applicazioni di rilevamento della temperatura, compensazione e soft-start.

I termistori NTC, realizzati con ossidi metallici sinterizzati (ossidi di manganese, nichel e cobalto), mostrano una elevata resistenza a basse temperature.riduzione della resistenza.

• Coefficiente di temperatura negativo
• Sensibilità ad alte temperature
• Risposta rapida alle variazioni di temperatura
• Fattore di forma compatto
• Soluzione conveniente
• Capacità di regolazione corrente precisa

I termistori NTC trovano un uso diffuso in:

• Sistemi di misurazione e controllo della temperatura
• Compensazione della temperatura del circuito
• Circuiti di avviamento morbido per alimentatori
• Limitazione della corrente di sovratensione
• Controllo motore PWM/LED
• Sistemi di ricarica delle batterie
• Elettronica per l'automobile
• Attrezzature di monitoraggio medico

Le correnti d'ingresso ̇ brevi picchi di corrente di alta ampiezza durante l'avvio o eventi transitori ̇ rappresentano rischi significativi per i componenti elettronici.

I termistori PTC rispondono alle ondate di corrente riscaldandosi rapidamente, aumentando la loro resistenza e limitando il flusso di corrente.si raffreddano e si ripristinano automaticamente al loro stato di bassa resistenza.

I termistori NTC nelle applicazioni di avviamento morbido presentano inizialmente un'elevata resistenza per limitare la corrente d'ingresso, quindi riducono gradualmente la resistenza man mano che si riscaldano, consentendo un funzionamento normale.

Tra i fattori chiave per la scelta dei termistori figurano:

• Tolleranza alla portata e alla durata della corrente di sovratensione
• Valore nominale della tensione e della corrente
• Intervallo di temperatura di funzionamento
• Requisiti relativi al tempo di risposta
• Restrizioni di dimensioni fisiche
• Specifiche di affidabilità
• Certificazioni di sicurezza

• Mantenere il funzionamento entro le specifiche nominali
• Evitare l'esposizione a temperature o umidità estreme
• Prevenire lo stress meccanico
• Utilizzare tecniche di saldatura adeguate
• Attuazione di controlli regolari delle prestazioni

Tra le tendenze emergenti della tecnologia termistor figurano:

• Miniaturizzazione per dispositivi compatti
• Maggiore precisione di misura
• Miglioramento degli standard di affidabilità
• Integrazione con IoT e sistemi intelligenti
• Ricerca avanzata di materiali

I termostori sono componenti critici dell'elettronica moderna, fornendo funzioni essenziali di rilevamento della temperatura e protezione.La comprensione delle caratteristiche distinte delle varianti PTC e NTC consente agli ingegneri di implementare soluzioni ottimali per varie applicazioniMentre i sistemi elettronici continuano a evolversi, la tecnologia dei termistor progredirà per soddisfare le esigenze emergenti di prestazioni, affidabilità e integrazione.