Wprowadzenie

Termistorami nazywa się rezystory półprzewodnikowe o rezystancji silnie zmieniającej się z temperaturą. Rozróżnia się termistory o ujemnym współczynniku rezystancji (typ NTC - negative temperature coefficient), o dodatnim współczynniku temperaturowym rezystancji (typ PTC - positive temperature coefficient) i o rezystancji zmiennej skokowo (typ CTR - critical temperature coefficient). Dla termistorów współczynniki temperaturowe zmian rezystancji są wielokrotnie większe niż dla metalowych rezystorów. Wykonywane są z mieszaniny tlenków metali i ceramiki.

Przebieg ćwiczenia

Przy użyciu układu pomiarowego jak na rysunku 1 określaliśmy temperaturę grzałki dla kolejnych napięć jej pracy, wykorzystując własności temperaturowe złącza krzemowego p-n (napięcie złącza maleje o 2 mV/K dla prądu I_p= 50 μA), jednocześnie wyznaczaliśmy charakterystykę temperaturową termistora przez pomiar napięcia na diodzie oraz układzie dioda termistor.

Rys. 1

I=50 [μA] , ΔU_D=2 [mV/K]

Wyniki pomiarów zawiera tabela 1.Tabela 1

Napięcie źródła Uz [V]	Napiięcie na termistorze UI [V]	Napięcie na diodzie UD [V]	Napięcie na diodzie i termistorze UI -UD [V]	Temperatura grzałki T [K]
0	0,580	0,462	0,118	293
3	0,551	0,454	0,097	297
6	0,517	0,448	0,069	300
9	0,487	0,436	0,051	306
12	0,448	0,417	0,031	315,5
15	0,421	0,395	0,026	326,5
18	0,388	0,368	0,020	340
21	0,251	0,336	0,015	356
24	0,302	0,290	0,012	379
27	0,255	0,245	0,010	401,5
30	0,212	0,205	0,007	421,5

Wykorzystując znany spadek napięcia na diodzie wraz ze wzrostem temperatury (2 mV/K) oraz przyjmując za temperaturę początkową 20 ⁰C (273 K) obliczyliśmy temperatury do jakich rozgrzewa się grzałka przy kolejnych zmianach napięcia pracy U_z. Wyniki zawiera tabela 1. Następnie narysowaliśmy wykres charakterystyki temperaturowej grzałki.

Wykorzystując tabelę 1 obliczyliśmy napięcie na termistorze (U_T), następnie korzystając ze wzoru R=U/I obliczyliśmy kolejne wartości oporu termistora (R_T) dla rosnącej temperatury. Wyniki obliczeń zawiera tabela 2:

Temperatura grzałki T [K]	Napięcie na termistorze UT [mV]	Opór termistora RT [kΩ]
293	0,118	2,36
297	0,097	1,94
300	0,069	1,38
306	0,051	1,02
315,5	0,031	0,62
326,5	0,026	0,52
340	0,020	0,40
356	0,015	0,30
379	0,012	0,24
401,5	0,010	0,20
421,5	0,007	0,14

Korzystając z tabeli 2 wykreśliliśmy charakterystykę temperaturową termistora:

Do obliczenia współczynników temperaturowych α_T wybraliśmy pomiary od 2 do 8, wykorzystując wzór:
.

T₀=293 K R₀=2,36[kΩ]

Dla T=379 [k] R=0,24[kΩ]

B= 1300 [K]

Stałą materiałową obliczyliśmy po przekształceniu wzoru:

α_T=-2,05[%/K]

Przy pomocy układu pomiarowego jak na rysunku 2 zdjęliśmy charakterystykę prądowo-napięciową termistora. Wyniki pomiarów zawiera tabela 4.

Rys. 2

Tabela 4

Natężenie prądu I [mA]	Napięcie UT [V]
0	0,003
1	1,203
2	1,990
3	2,465
4	2,637
5	2,689
6	2,746
7	2,709
8	2,752
9	2,656
10	2,696

Charakterystyka prądowo-napięciowa termistora ma postać:

Maksymalny prąd pracy termistora I_max równy jest 1 [A]. Wartość odcztana została z wykresu.

Wnioski:

Badany przez nas termistor okazał się być typu NTC o czym świadczy wykres zależności rezystancji od temperatury. Ujemną cechą elementów tego typu jest duży rozrzut charakterystyk poszczególnych egzemplarzy oraz jej zmiany w czasie (starzenie elementu). Mogło to mieć wpłw na wystąpienie zarówno dodatnich jak i ujemnych wartości współczynnika α_T, natomiast stała materiałowa B mieści się w normie (1300 [K]). Rezystancja w temperaturze 20⁰C wynosząca 134 [Ω] również jet typowa.

Sprawozdanie z Elektroniki

Temat: Termistory

Wykonali

Sebastian Bubrowski

Piotr Grzegorzyk

Marcin Bardzel

Napięcie źródła Uz [V]	Napiięcie na termistorze UI [V]	Napięcie na diodzie UD [V]	Napięcie na diodzie i termistorze UI -UD [V]
0	0,580	0,462	0,118
3	0,551	0,454	0,097
6	0,517	0,448	0,069
9	0,487	0,436	0,051
12	0,448	0,417	0,031
15	0,421	0,395	0,026
18	0,388	0,368	0,020
21	0,251	0,336	0,015
24	0,302	0,290	0,012
27	0,255	0,245	0,010
30	0,212	0,205	0,007

Karta pomiarowa

Natężenie prądu I [mA]	Napięcie UT [V]
0	0,003
1	1,203
2	1,990
3	2,465
4	2,637
5	2,689
6	2,746
7	2,709
8	2,752
9	2,656
10	2,696

---