Termistor NTC: Coeficiente de Temperatura Negativo
O termistor é um dispositivo simples que muda sua resistência com a temperatura. Isso pode ser usado para muitos propósitos.
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O termistor NTC é amplamente utilizado em muitas aplicações para uma variedade de propósitos onde é necessário um coeficiente de temperatura negativo.
Sendo um termistor NTC, a resistência cai à medida que a temperatura aumenta, tornando-o particularmente útil em várias áreas diferentes.
Noções básicas do termistor NTC
Como o nome indica, o termistor NTC fornece uma redução na resistência para um aumento na temperatura do corpo do termistor.
A mudança na temperatura corporal do termistor NTC pode ser provocada de duas maneiras principais:
- Aumento da temperatura externa: O aumento da temperatura do fluido externo, possivelmente o ar no qual o termistor NTC está colocado, fará com que o corpo do dispositivo mude sua temperatura e, consequentemente, sua resistência. Para tornar os termistores responsivos quando usados dessa maneira, eles devem estar em uma posição em que a temperatura do ambiente possa ser detectada da melhor maneira possível. É necessária uma boa condução térmica para o termistor, seja colocando-o em um fluxo de fluido, por exemplo, ar, ou garantindo que ele esteja termicamente ligado ao chassi ou outro item mecânico no qual a temperatura precisa ser medida.
- Passagem de corrente pelo dispositivo: A passagem de corrente por qualquer resistor, incluindo um termistor NTC, fará com que o calor seja dissipado (Watts = Volts x Amps). Isso fará com que a temperatura suba.
Normalmente, os termistores NTC exibem uma mudança na resistência entre cerca de -3%/°C a -6%°C a 25°C. A relação real segue uma curva que é aproximadamente exponencial, com mudanças muito maiores na resistência em temperaturas mais baixas e diminuindo consideravelmente em temperaturas mais altas.
O tipo de material usado governará muitas das propriedades, mas em temperaturas em torno de -40°C, a mudança de resistência pode ser de até -8%/°C, mas na parte mais plana da curva do termistor NTC pode ser tão baixa como -1%/°C em temperaturas acima de 200°C ou mais.
Estrutura e materiais do termistor NTC
Os termistores podem assumir fisicamente várias formas. Os termistores NTC podem ser fabricados na forma de discos prensados, hastes, placas, grânulos ou até mesmo um chip semicondutor, por exemplo, usando um óxido de metal sinterizado.
Freqüentemente, os termistores NTC de óxido metálico são feitos de finos poderes que são comprimidos e sinterizados em alta temperatura. Os materiais utilizados incluem Mn2O3, NiO, Co2O3, Cu2O, Fe2O3, TiO2 e semelhantes. Eles também podem ser fabricados a partir de cristais de silício ou germânio que são dopados para fornecer o nível de condução necessário.
Os termistores NTC operam porque um aumento na temperatura resulta no aumento do número de portadores de carga ativos à medida que são liberados da rede cristalina.
O método de condução varia de acordo com o tipo de material. No caso do óxido férrico, o Fe2O3 dopado com titânio dá um semicondutor do tipo N e, neste caso, os portadores de carga majoritários são os elétrons. Em outros materiais como óxido de níquel, NiO dopado com lítio, Li formam um semicondutor tipo p onde os portadores de carga majoritários são buracos. De qualquer forma, as mesmas características básicas de um termistor NTC são exibidas.
a escolha do material para o termistor NTC depende de muitos fatores, embora um dos principais seja a faixa de temperatura necessária.
Os termistores NTC de germânio são geralmente usados para temperaturas na faixa de 1 a 100°K (isto é, graus absolutos). Os de silicone para temperaturas até 250°K – não podem ser usados acima disso porque um coeficiente de temperatura positivo assume acima dessa temperatura. Os termistores NTC de óxido metálico são usados para a faixa de 200 – 700°K. Para temperaturas ainda mais altas, são necessários compostos muito estáveis e os termistores NTC para essas temperaturas podem ser feitos de materiais como: Al2O3, BeO, MgO, ZrO2, Y2O3 e Dy2O3.
Os termistores NTC são amplamente utilizados na indústria eletrônica para muitos usos básicos de detecção de temperatura. Os próprios termistores podem ser muito pequenos, geralmente do tamanho de uma pequena conta, mas com dois fios emanando deles. Existem outros tipos e tamanhos que fornecem uma variedade de características.
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