Termistor i Warystor Wykona Rados aw Jaroszewski Warystor

1
Termistor i Warystor

• Wykonal Radoslaw Jaroszewski

2
Warystor definicja (1)

• Warystor lub VDR (Voltage Dependent Resistor)
  jest rezystorem, którego wartosc rezystancji
  zmniejsza sie silnie wraz ze wzrostem napiecia.
  Warystory produkuje sie obecnie najczesciej z
  granulowanego tlenku cynku, domieszkowanego
  róznymi pierwiastkami jak Bi, Mn, Sb, Si, itd.,
  uformowanego w pastylke.

3
Warystor definicja (2)

• Powierzchnie wielu styków ziaren dzialaja jako
  pewnego rodzaju zlacza pólprzewodnikowe o spadku
  napiecia ok. 3 V przy 1 mA i tworza dlugie
  lancuchy. Calkowity spadek napiecia zalezy od
  wielkosci ziarna i grubosci warystora. Az do
  napiecia charakterystycznego (napiecia
  warystora), kiedy prad jest lt 1 mA, warystor
  bedzie mial wysoka rezystancje.

4
Warystor definicja (3)

• Po przekroczeniu napiecia progowego warystora,
  przeplywajacy prad wzrasta w sposób
  logarytmiczny, tzn. wartosc rezystancji zmniejsza
  sie. Warystor moze przejsc ze swojego stanu
  wysokoomowego do niskoomowego w czasie krótszym
  niz 20 ns. Srednica warystora decyduje o mocy i
  czasie zycia. Budowa ziarnista powoduje, ze
  warystor posiada pojemnosc wlasna rzedu 50-20000
  pF w zaleznosci do napiecia i wielkosci.

5
Zastosowanie Warystorów

• Glównie zabezpieczanie urzadzen przed
  przepieciami.
• Warystory sa ochronnikami przepieciowymi i
  wysokonapieciowymi (w telewizorach).
• Stosowane sa równiez do ochrony linii
  wysokiego napiecia.
• Sluza jako odgromniki.
• Sluza tez jako pewnego rodzaju
  zabezpieczenie transformatorów

6
Podstawowe parametry Warystora

• Rezystancja wraz z tolerancja i napiecie
  znamionowe , dopuszczalna moc strat.
• Napiecie graniczne
• TWR
• Napieciowy wspólczynnik rezystancji
• Czestotliwosc graniczna
• Napieci szumów

7
Charakterystyka pradowo napieciowa Warystora
8
Wady i zalety Warystorów

• Glówna zaleta warystorów jest ochrona przed
  pradami udarowymi o duzych wartosciach
  szczytowych.

• Podstawowe wady to wysokie napiecie przelaczania
  dla szybko narastajacych stanów nieustalonych
  oraz duza pojemnosc, która uniemozliwia ich
  stosowanie w systemach wysokoczestotliwosciowych

9
Wlasciwosci Warystorów (1)
Wlasciwosci elektryczne warystorów wynikaja
wprost z charakterystycznej budowy jego struktury
(rys. 13). Przy niskim napieciu (mate natezenie
pola elektrycznego) prad plynie jedynie przez
obszary bezposredniego styku ziaren i
charakterystyka napieciowo-pradowa jest wówczas
prawie liniowa (rys. 14a). Ze wzrostem natezenia
pola, na skutek autoemisji elektronów z ziaren,
zwieksza sie efektywna powierzchnia styków,
wzrasta zatem konduktywnosc materialu tak, ze
przyrosty wartosci pradu sa wieksze niz napiecia.
10
Wlasciwosci Warystorów (2)

• Charakterystyka napieciowo-pradowa warystora jest
  nieliniowa, lecz symetryczna wzgledem poczatku
  ukladu wspólrzednych prostokatnych (rys. 14a)
  wykreslona w ukladzie wspólrzednych
  logarytmicznych jest na pewnym odcinku jej
  przebiegu linia prosta (rys. 14b) i w tym
  zakresie moze byc opisana zaleznoscia U C Ib
• gdzie C, b - sa to stale parametry okreslone
  wlasciwosciami materialu oraz technologia
  wytwarzania i rozmiarami elementu.

11
Wlasciwosci Warystorów (3)

• W szczególnosci b jest tzw. wspólczynnikiem
  nieliniowosci warystora wyznaczanym z nachylenia
  f charakterystyki U(I). Wartosc b dla warystorów
  karborundowych (SiC) zwykle zawiera sie w
  przedziale 0,14 - 0,5, natomiast dla warystorów
  tlenkowych (ZnO) - w przedziale 0,01 - 0,04
  (mniejsza wartosc stalej b jest korzystniejsza,
  oznacza bowiem, ze charakterystyka U(I) jest
  bardziej plaska, czyli zmiany napiecia sa
  mniejsze, dla tych samych zmian pradu).

12
Termistor definicja

• Termistor to opornik pólprzewodnikowy, którego
  rezystancja (opór) zalezy od temperatury.
  Wykonuje sie je z tlenków manganu, niklu,
  kobaltu, miedzi, glinu, wanadu i litu. Od rodzaju
  i proporcji uzytych tlenków zaleza wlasciwosci
  termistora.

13
Rodzaje termistorów

• NTC - o ujemnym wspólczynniku temperaturowym
  (ang. negative temperature coefficient) - wzrost
  temperatury powoduje zmniejszanie sie
  rezystancji
• PTC - o dodatnim wspólczynniku
  temperaturowym (ang. positive temperature
  coefficient), tak zwany pozystor - wzrost
  temperatury powoduje wzrost rezystancji
• CTR - o skokowej zmianie rezystancji -
  wzrost temperatury powyzej okreslonej powoduje
  gwaltowny wzrost rezystancji (bezpieczniki
  polimerowe)

14
Parametry Termistora

• R - rezystancja nominalna, znormalizowana
  podawana jest zazwyczaj w temperaturze 25oC jako
  R25
• a - TWR - Temperaturowy Wspólczynnik
  Rezystancji (dla termistorów typu CTR podaje sie
  temperature krytyczna)
• P - dopuszczalna moc
• B - stala materialowa wyrazona zwykle w kK
• tolerancja, w zaleznosci od rodzaju wykonania
  termistora

15
Charakterystyka pradowo napieciowa Termistora
16
Budowa Termistora
Zbudowane z polikrystalicznych pólprzewodników,
które stanowia mieszaniny zwiazków chromu,
manganu, zelaza, kobaltu, niklu i miedzi. Sa
zmieszane z plastycznym srodkiem wiazacym.
17
KONIEC