در مهندسی الکترونیک مدرن، قابلیت اطمینان و ثبات سیستم های برق بسیار مهم است. قطعات الکترونیکی به رویدادهای گذرا مانند اوج ولتاژ و افزایش جریان بسیار حساس هستند.که می تواند منجر به آسیب تجهیزات شود.برای مقابله با این چالش ها، مهندسان از فن آوری های حفاظت مختلف استفاده می کنند.که در میان آنها ترمیستورها به دلیل خواص منحصر به فرد حساس به دمای خود به عنوان یک راه حل حیاتی ظاهر شده اند.

ترمیستورها دستگاه های نیمه هادی هستند که مقاومت آنها به طور قابل توجهی با درجه حرارت متفاوت است. این رابطه را می توان از طریق اصول فیزیک نیمه هادی به صورت ریاضی بیان کرد.

مقاومت مواد نیمه هادی از این رابطه نمایی پیروی می کند:

ρ = ρ0 × exp ((مثلاً / (2kT))

جایی که ρ مقاومت را نشان می دهد، ρ0 ثابت ماده است، Eg انرژی بینگاپ، k ثابت بولتزمان و T دمای مطلق است.

بر اساس ویژگی های مقاومت و دمای آنها، ترمیستورها به دو دسته تقسیم می شوند:

• ترمیستورهای دارای ضریب دمای مثبت (PTC):مقاومت با افزایش دما در محدوده مشخصی افزایش می یابد.
• ترمیستورهای با ضریب دمای منفی (NTC):مقاومت با افزایش دمای هوا کاهش می یابد.

ترمیستورهای PTC هنگام نزدیک شدن درجه حرارت به نقطه کوری (Tc) ، افزایش شدید مقاومت را نشان می دهند. این خاصیت آنها را برای سرکوب افزایش و محافظت از جریان بیش از حد ایده آل می کند.

به طور معمول از سرامیک تیتانیات باریوم (BaTiO3) ساخته شده است که با عناصر مانند لانتانوم یا استرانسیوم تزریق شده است، ترمیستورهای PTC مقاومت پایین را در زیر Tc حفظ می کنند. در دمای کوری،یک انتقال فازی در ساختار کریستالی باعث می شود مقاومت به شدت افزایش یابد.

• ضریب دمای مثبت
• دمای تعریف شده کوری (Tc)
• قابلیت تنظیم مجدد خود پس از شرایط نقص
• قابلیت اطمینان بالا و عمر طولانی
• ظرفیت جذب فوق العاده افزایش

ترمیستورهای PTC در دستگاه های الکترونیکی دارای چندین عملکرد هستند:

• محدود کردن جریان برق وارد
• مدارهای محافظت از جریان بیش از حد
• حفاظت از موتور در برابر بیش از حد بارگذاری/پایانی
• فیوز های خود تنظیم کننده
• سیستم های اندازه گیری دمای
• مدارهای دگاسینگ در صفحه نمایش CRT
• عناصر گرمایش در دستگاه های کوچک

ترمیستورهای NTC با افزایش درجه حرارت مقاومت کمتری را نشان می دهند، که آنها را برای سنجش درجه حرارت، جبران و برنامه های نرم شروع ارزشمند می کند.

ترمیستورهای NTC که از اکسید های فلزی سینتر شده (اکسید های منگنز، نیکل و کوبالت) ساخته شده اند، در دمای پایین مقاومت بالایی دارند.کاهش مقاومت.

• ضریب دمای منفی
• حساسیت به دمای بالا
• واکنش سریع به تغییرات دمایی
• فاکتور فرم فشرده
• راه حل موثر در هزینه
• قابلیت تنظیم جریان دقیق

ترمیستورهای NTC کاربرد گسترده ای در:

• سیستم های اندازه گیری و کنترل دمای
• جبران دمای مدار
• مدارهای شروع نرم برای منابع برق
• محدوده جریان افزايش
• کنترل موتور PWM/LED
• سیستم های شارژ باتری
• الکترونیک خودرو
• تجهیزات نظارتی پزشکی

جریان های ورودی ✓ افزایش جریان کوتاه مدت در طول راه اندازی یا حوادث گذرا ✓ خطرات قابل توجهی را برای قطعات الکترونیکی ایجاد می کنند. ترمیستورها محافظت موثر در برابر چنین حوادثی را فراهم می کنند.

ترمیستورهای PTC با گرم شدن سریع به افزایش جریان پاسخ می دهند، که مقاومت آنها را افزایش می دهد و جریان جریان را محدود می کند.آنها خنک می شوند و به طور خودکار به حالت مقاومت پایین خود باز می گردند.

ترمیستورهای NTC در برنامه های نرم شروع در ابتدا مقاومت بالایی را برای محدود کردن جریان وارد کننده نشان می دهند، سپس به تدریج مقاومت را با گرم شدن کاهش می دهند و عملکرد عادی را امکان پذیر می کنند.

عوامل کلیدی در انتخاب ترمیستورها عبارتند از:

• شدت جریان افزایش و تحمل مدت زمان
• درجه بندی ولتاژ و جریان
• محدوده دمای کار
• الزامات زمان پاسخ
• محدودیت های اندازه فیزیکی
• مشخصات قابلیت اطمینان
• گواهینامه های ایمنی

• حفظ عملکرد در محدوده مشخصات نامی
• از قرار گرفتن در معرض دمای شدید یا رطوبت اجتناب کنید
• جلوگیری از استرس مکانیکی
• از روش های مناسب جوش دادن استفاده کنید
• اجرای چک عملکرد منظم

روند در حال ظهور در تکنولوژی ترمیستور شامل:

• کوچک سازی برای دستگاه های جمع و جور
• دقت اندازه گیری بهبود یافته
• بهبود استانداردهای قابلیت اطمینان
• ادغام با اینترنت اشیا و سیستم های هوشمند
• تحقیقات پیشرفته مواد

ترمیستورها به عنوان اجزای حیاتی در الکترونیک مدرن عمل می کنند و عملکردهای ضروری سنجش دمای و حفاظت را فراهم می کنند.درک ویژگی های متمایز انواع PTC و NTC، مهندسان را قادر می سازد تا راه حل های بهینه را برای کاربردهای مختلف اجرا کنند.با ادامه تکامل سیستم های الکترونیک، تکنولوژی ترمیستور برای پاسخگویی به خواسته های در حال ظهور برای عملکرد، قابلیت اطمینان و ادغام پیشرفت خواهد کرد.