थर्मिस्टर आणि पोझिस्टर म्हणजे काय आणि ते कुठे वापरले जातात

थर्मिस्टर हा एक सेमीकंडक्टर घटक आहे ज्यामध्ये तापमान-अवलंबून विद्युत प्रतिकार असतो. सॅम्युअल रुबेन या शास्त्रज्ञाने 1930 मध्ये शोधून काढलेला हा घटक आजही तंत्रज्ञानात मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.

थर्मिस्टर्स वेगवेगळ्या सामग्रीचे बनलेले असतात, प्रतिरोधक तापमान गुणांक (TCR) जे खूप जास्त आहे — धातूच्या मिश्रधातू आणि शुद्ध धातूंपेक्षा लक्षणीयरीत्या श्रेष्ठ, म्हणजे विशेष, विशिष्ट अर्धसंवाहकांपासून.

थेट, मुख्य प्रतिरोधक घटक पावडर मेटलर्जीद्वारे प्राप्त केला जातो, काही धातूंच्या चॅल्कोजेनाइड्स, हॅलाइड्स आणि ऑक्साईड्सवर प्रक्रिया करून, त्यांना वेगवेगळे आकार देतात, उदाहरणार्थ, वेगवेगळ्या आकाराच्या डिस्क किंवा रॉडच्या स्वरूपात, मोठ्या वॉशर, मध्यम ट्यूब, पातळ प्लेट्स, लहान मणी, काही मायक्रॉन ते दहापट मिलिमीटर आकाराचे...

घटकाचा प्रतिकार आणि त्याचे तापमान यांच्यातील परस्परसंबंधाच्या स्वरूपानुसार, ते थर्मिस्टर्सना दोन मोठ्या गटांमध्ये विभागतात - पोझिस्टर आणि थर्मिस्टर्स.पोझिस्टरमध्ये सकारात्मक टीसीएस असतो (या कारणास्तव, पोझिस्टरला पीटीसी थर्मिस्टर्स देखील म्हणतात) आणि थर्मिस्टर्समध्ये नकारात्मक टीसीएस असते (म्हणूनच त्यांना एनटीसी थर्मिस्टर्स म्हणतात).

थर्मिस्टर — नकारात्मक तापमान गुणांक आणि उच्च संवेदनशीलता असलेल्या सेमीकंडक्टर सामग्रीपासून बनविलेले तापमान-आश्रित प्रतिरोधक, पॉझिस्टर — सकारात्मक गुणांक असलेले तापमान-आश्रित प्रतिरोधक. अशाप्रकारे, पोझिस्टरच्या शरीराचे तापमान जसजसे वाढत जाते, तसतसे त्याचा प्रतिकार कमी होतो आणि थर्मिस्टरचे तापमान जसजसे वाढते तसतसे त्याचा प्रतिकार कमी होतो.

थर्मिस्टर्ससाठी आजची सामग्री आहेतः कोबाल्ट, मॅंगनीज, तांबे आणि निकेल सारख्या संक्रमण धातूंच्या पॉलीक्रिस्टलाइन ऑक्साईडचे मिश्रण, IIIIBV संयुगे, तसेच डोपड, काचयुक्त अर्धसंवाहक जसे की सिलिकॉन आणि जर्मेनियम आणि काही इतर पदार्थ. बेरियम टायटॅनेट सॉलिड सोल्यूशन पोस्टिस्टर्स उल्लेखनीय आहेत.

थर्मिस्टर्सचे वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

• कमी तापमान वर्ग (170 के खाली ऑपरेटिंग तापमान);

• मध्यम तापमान वर्ग (ऑपरेटिंग तापमान 170 के ते 510 के पर्यंत);

• उच्च तापमान वर्ग (570 के आणि वरील ऑपरेटिंग तापमान);

• एक वेगळा उच्च-तापमान वर्ग (900 K ते 1300 K पर्यंत ऑपरेटिंग तापमान).

हे सर्व घटक, थर्मिस्टर्स आणि पोझिस्टर दोन्ही वेगवेगळ्या हवामानाच्या बाह्य परिस्थितीत आणि महत्त्वपूर्ण भौतिक बाह्य आणि वर्तमान भारांमध्ये कार्य करू शकतात. तथापि, गंभीर थर्मोसायक्लिंग अंतर्गत, त्यांची प्रारंभिक थर्मोइलेक्ट्रिक वैशिष्ट्ये, जसे की नाममात्र खोलीतील तापमानाचा प्रतिकार आणि तापमान प्रतिरोधक गुणांक, कालांतराने बदलतात.

तेथे एकत्रित घटक देखील आहेत, उदाहरणार्थ, अप्रत्यक्षपणे गरम केलेले थर्मिस्टर... अशा उपकरणांच्या घरांमध्ये थर्मिस्टर स्वतः आणि गॅल्व्हॅनिकली पृथक गरम घटक असतो जो थर्मिस्टरचे प्रारंभिक तापमान सेट करतो आणि त्यानुसार, त्याचा प्रारंभिक विद्युत प्रतिरोधक असतो.

ही उपकरणे थर्मिस्टरच्या हीटिंग एलिमेंटवर लागू केलेल्या व्होल्टेजद्वारे नियंत्रित व्हेरिएबल प्रतिरोधक म्हणून वापरली जातात.

दिलेल्या घटकाचा I — V वैशिष्ट्याचा ऑपरेटिंग पॉइंट कसा निवडला जातो यावर अवलंबून, सर्किटमधील थर्मिस्टरचा ऑपरेटिंग मोड देखील निर्धारित केला जातो. आणि I — V वैशिष्ट्य स्वतः डिझाइन वैशिष्ट्यांशी आणि लागू केलेल्या तापमानाशी संबंधित आहे घटकाचे गृहनिर्माण.

तापमानातील चढ-उतार नियंत्रित करण्यासाठी आणि विद्युतीय सर्किट्समधील विद्युत् प्रवाह आणि लागू व्होल्टेज यांसारख्या गतिमानपणे बदलणाऱ्या पॅरामीटर्सची भरपाई करण्यासाठी, जे तापमानाच्या स्थितीत बदल झाल्यानंतर बदलतात, थर्मिस्टर्सचा वापर I — ​​V च्या रेखीय विभागात ऑपरेटिंग पॉइंट सेटसह केला जातो. वैशिष्ट्यपूर्ण

परंतु ऑपरेटिंग पॉइंट पारंपारिकपणे I — V वैशिष्ट्यपूर्ण (NTC थर्मिस्टर्स) च्या फॉलिंग सेक्शनवर सेट केला जातो, जर थर्मिस्टरचा वापर केला गेला असेल, उदाहरणार्थ, स्टार्टर, टाइम रिले, मायक्रोवेव्ह रेडिएशनची तीव्रता ट्रॅकिंग आणि मोजण्यासाठी सिस्टममध्ये, फायर अलार्म सिस्टममध्ये, थर्मल नियंत्रण, मोठ्या प्रमाणात पदार्थ आणि द्रव प्रवाह नियंत्रित करण्यासाठी प्रतिष्ठापनांमध्ये.

TCS सह आजचे सर्वात लोकप्रिय मध्यम-तापमान थर्मिस्टर्स आणि पोझिस्टर -2.4 ते -8.4% पर्यंत 1 K वर... ते ओम ते मेगोह्म्सपर्यंत विविध प्रकारच्या प्रतिकारांवर कार्य करतात.

सिलिकॉन आधारावर 1 K वर 0.5% ते 0.7% च्या तुलनेने कमी TCR असलेले पोझिस्टर आहेत. त्यांचा प्रतिकार जवळजवळ रेखीय बदलतो.अशा पोझिस्टरचा मोठ्या प्रमाणावर तापमान स्थिरीकरण प्रणाली आणि पॉवर सेमीकंडक्टर स्विचच्या सक्रिय शीतकरण प्रणालींमध्ये विविध आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये, विशेषत: शक्तिशाली उपकरणांमध्ये वापर केला जातो. हे घटक स्कीमॅटिक्समध्ये सहजपणे बसतात आणि बोर्डची जास्त जागा घेत नाहीत.

एक सामान्य पोझिस्टर सिरेमिक डिस्कच्या स्वरूपात असतो, कधीकधी एका प्रकरणात अनेक घटक मालिकेत स्थापित केले जातात, परंतु अधिक वेळा संरक्षणात्मक मुलामा चढवणे कोटिंगमध्ये एकाच प्रकारात. पॉझिस्टरचा वापर विद्युत सर्किट्सना ओव्हरव्होल्टेज आणि करंटपासून संरक्षण करण्यासाठी फ्यूज म्हणून केला जातो, तसेच तापमान सेन्सर आणि स्वयं-स्थिर घटक, त्यांच्या नम्रतेमुळे आणि भौतिक स्थिरतेमुळे.

इलेक्ट्रॉनिक्सच्या अनेक क्षेत्रांमध्ये थर्मिस्टर्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, विशेषत: जेथे तापमान प्रक्रियेचे अचूक नियंत्रण महत्त्वाचे असते. हे डेटा ट्रान्समिशन उपकरणे, संगणक तंत्रज्ञान, उच्च कार्यक्षमता प्रोसेसर आणि उच्च अचूक औद्योगिक उपकरणांना लागू होते.

थर्मिस्टर ऍप्लिकेशन्सच्या सर्वात सोप्या आणि लोकप्रिय उदाहरणांपैकी एक प्रभावी इनरश करंट लिमिटिंग आहे. याक्षणी, व्होल्टेज मेनमधून वीज पुरवठ्याला दिले जाते, अत्यंत तीक्ष्ण कॅपेसिटर चार्ज प्राथमिक सर्किटमध्ये लक्षणीय कॅपेसिटन्स आणि मोठा चार्जिंग करंट वाहतो, ज्यामुळे डायोड ब्रिज बर्न होऊ शकतो.

हा विद्युतप्रवाह येथे आहे आणि तो थर्मिस्टरद्वारे मर्यादित आहे, म्हणजेच हा सर्किट घटक त्यातून जाणाऱ्या विद्युतप्रवाहावर अवलंबून त्याचा प्रतिकार बदलतो, कारण ओहमच्या नियमानुसार ते तापते. थर्मिस्टर काही मिनिटांनंतर, खोलीच्या तपमानावर थंड झाल्यावर त्याचा मूळ प्रतिकार पुनर्प्राप्त करतो.