Страница: 4/7
Тенденции развития современных материалов с отрицательным ТКС выявили три основных направления в производстве терморезисторов. Главное – получение более стабильных терморезисторов. В результате появились взаимозаменяемые высокостабильные приборы с отрицательным ТКС. Это было достигнуто за счет использования более чистых исходных материалов, подбора соответствующих композиций и тщательного контроля на всех стадиях изготовления терморезистора.
Второе направление – расширение верхней границы рабочих температур. Было создано несколько типов терморезисторов, у которых эта граница приблизительно равна 1000oC. Это было достигнуто за счет применения высокотемпературных материалов.
Третье направление – создание переключающих терморезисторов с отрицательным ТКС. Они имеют очень большое изменение сопротивления в узком интервале температур и называются терморезисторы с критической температурой и терморезисторы на основе металлоксидных соединений, в которых используется резкое изменение проводимости от полупроводниковой к металлической, например VO2 с температурой перехода 68oC.
Довольно перспективное направление представляют собой терморезисторы с положительным ТКС. Терморезистивные элементы с положительным ТКС выпускают на основе титанато-бариевой керамики, сопротивление этих элементов значительно снижено добавлением редкоземельных элементов. Титанат бария BaTiO3 – диэлектрик, поэтому его удельное сопротивление при комнатной температуре велико (1010-1012) Ом∙см. При введении туда примесей, таких, как лантан или церий, в ничтожно малых количествах (0,1-0,3 атомного процента) его удельное сопротивление уменьшается до 10-100 Ом∙см. Если ввести эти примеси в титанат бария, его сопротивление в узком интервале температур увеличится на несколько порядков.
Основные параметры терморезисторов.
Как и любой технический прибор, терморезисторы имеют ряд параметров и характеристик, знание которых позволяет выяснить возможность использования данного терморезистора для решения определенной технической задачи.
Основные параметры терморезисторов с отрицательным ТКС:
1. Габаритные размеры.
2. Величина сопротивления образцов Rt и RT (в Ом) при определенной температуре окружающей среды в t, oC, или T, К. Для терморезисторов, рассчитанных на рабочие температуры примерно от -100 до 125-200 oC, температуры окружающей среды принимается равной 20 или 25oC и величина Rt называется «холодным сопротивлением».
3. Величина ТКС α в процентах на 1oC. Обычно она указывается для той же температуры t, что и холодное сопротивление, и в этом случае обозначается через αt.
.
4. Постоянная времени τ (в секундах), характеризующая тепловую инерционность терморезистора. Она равна времени, в течение которого температура терморезистора изменяется на 63% от разности температур образца и окружающей среды. Чаще всего эту разность берут равной 100oC.
5. Максимально допустимая температура tmax, до которой характеристики терморезистора долгое время остаются стабильными.
6. Максимально допустимая мощность рассеивания Pmax в Вт, не вызывающая необратимых изменений характеристик терморезистора. Естественно, при нагрузке терморезистора мощностью Pmax его температура не должна превышать tmax.
7. Коэффициент рассеяния H в Вт на 1oC. Численно равен мощности, рассеиваемой на терморезисторе при разности температур образца и окружающей среды в 1oC.
8. Коэффициент температурной чувствительности B, размерность – [К].
.
9. Коэффициент энергетической чувствительности G в Вт/%R, численно равен мощности, которую нужно рассеять на терморезисторе для уменьшения его сопротивления на 1%. Коэффициенты рассеяния и энергетической чувствительности зависят от параметров полупроводникового материала и от характера теплообмена между образцом и окружающей средой. Величины G, H и α связаны соотношением: 
. В самом деле, 
.
10. Теплоемкость C в Дж на 1oC, равная количеству тепла (энергии), необходимому для повышения температуры терморезистора на 1oC. Можно доказать, что τ, H и C связаны между собой следующим соотношением: 
.
Для позисторов, кроме ряда приведенных выше параметров, обычно указывают также еще примерное положение интервала положительного температурного коэффициента сопротивления, а также кратность изменения сопротивления в области положительного ТКС.
Реферат опубликован: 18/04/2008