थर्मिस्टर और पॉज़िस्टर क्या हैं और इनका उपयोग कहाँ किया जाता है

एक थर्मिस्टर एक अर्धचालक घटक है जो तापमान-निर्भर विद्युत प्रतिरोध के साथ होता है। 1930 में वैज्ञानिक सैमुअल रूबेन द्वारा आविष्कार किया गया, यह घटक अभी भी प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

थर्मिस्टर्स विभिन्न सामग्रियों से बने होते हैं, प्रतिरोध का तापमान गुणांक (TCR) जो काफी अधिक है - धातु मिश्र धातुओं और शुद्ध धातुओं से काफी बेहतर है, अर्थात् विशेष, विशिष्ट अर्धचालकों से।

सीधे तौर पर, मुख्य प्रतिरोधक तत्व पाउडर धातु विज्ञान, प्रसंस्करण चाकोजेनाइड्स, हैलाइड्स और कुछ धातुओं के आक्साइड द्वारा प्राप्त किया जाता है, उन्हें अलग-अलग आकार देता है, उदाहरण के लिए, विभिन्न आकारों की डिस्क या छड़ के रूप में, बड़े वाशर, मध्यम ट्यूब, पतली प्लेट, छोटे मोती, कुछ माइक्रोन से लेकर दस मिलीमीटर तक के आकार के साथ...

तत्व के प्रतिरोध और उसके तापमान के बीच संबंध की प्रकृति से, वे थर्मिस्टर्स को दो बड़े समूहों - पॉज़िस्टर्स और थर्मिस्टर्स में विभाजित करते हैं।पॉज़िस्टर्स के पास एक सकारात्मक TCS होता है (इस कारण से, पॉज़िस्टर्स को PTC थर्मिस्टर्स भी कहा जाता है) और थर्मिस्टर्स के पास एक नकारात्मक TCS होता है (इसीलिए उन्हें NTC थर्मिस्टर्स कहा जाता है)।

थर्मिस्टर - नकारात्मक तापमान गुणांक और उच्च संवेदनशीलता के साथ अर्धचालक सामग्री से बना तापमान-निर्भर प्रतिरोधी, सकारात्मक गुणांक के साथ पॉज़िस्टर - तापमान-निर्भर प्रतिरोधी। इस प्रकार, जैसे-जैसे पॉज़िस्टर के शरीर का तापमान बढ़ता है, उसका प्रतिरोध कम होता जाता है, और जैसे-जैसे थर्मिस्टर का तापमान बढ़ता है, उसका प्रतिरोध उसी के अनुसार घटता जाता है।

आज थर्मिस्टर्स के लिए सामग्री हैं: कोबाल्ट, मैंगनीज, तांबा और निकल जैसे संक्रमण धातुओं के पॉलीक्रिस्टलाइन ऑक्साइड के मिश्रण, टाइप IIIIBV यौगिक, साथ ही डोप्ड, ग्लासी अर्धचालक जैसे सिलिकॉन और जर्मेनियम और कुछ अन्य पदार्थ। बेरियम टाइटेनेट ठोस विलयन पॉज़िस्टर्स उल्लेखनीय हैं।

थर्मिस्टर्स को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

• निम्न तापमान वर्ग (ऑपरेटिंग तापमान 170 K से नीचे);

• मध्यम तापमान वर्ग (ऑपरेटिंग तापमान 170 K से 510 K);

• उच्च तापमान वर्ग (570 K और ऊपर का ऑपरेटिंग तापमान);

• एक अलग उच्च तापमान वर्ग (900 K से 1300 K तक ऑपरेटिंग तापमान)।

ये सभी तत्व, दोनों थर्मिस्टर्स और पॉज़िस्टर्स, विभिन्न जलवायु बाहरी परिस्थितियों में और महत्वपूर्ण भौतिक बाहरी और वर्तमान भार के तहत काम कर सकते हैं। हालांकि, गंभीर थर्मोसायक्लिंग के तहत, उनकी प्रारंभिक थर्मोइलेक्ट्रिक विशेषताओं, जैसे नाममात्र कमरे के तापमान प्रतिरोध और प्रतिरोध के तापमान गुणांक, समय के साथ बदलते हैं।

संयुक्त घटक भी हैं, उदाहरण के लिए, अप्रत्यक्ष रूप से गर्म थर्मिस्टर्स... ऐसे उपकरणों के आवास में थर्मिस्टर ही होता है और एक गैल्वेनिक रूप से पृथक ताप तत्व होता है जो थर्मिस्टर के प्रारंभिक तापमान को सेट करता है और तदनुसार, इसका प्रारंभिक विद्युत प्रतिरोध।

इन उपकरणों का उपयोग थर्मिस्टर के ताप तत्व पर लागू वोल्टेज द्वारा नियंत्रित चर प्रतिरोधों के रूप में किया जाता है।

किसी दिए गए घटक के I-V विशेषता का ऑपरेटिंग बिंदु कैसे चुना जाता है, इस पर निर्भर करते हुए, सर्किट में थर्मिस्टर का ऑपरेटिंग मोड भी निर्धारित किया जाता है। और I-V विशेषता स्वयं डिज़ाइन विशेषताओं और लागू तापमान से संबंधित है घटक का आवास।

तापमान में उतार-चढ़ाव को नियंत्रित करने और गतिशील रूप से बदलते मापदंडों की भरपाई करने के लिए, जैसे विद्युत प्रवाह और विद्युत परिपथों में लागू वोल्टेज, जो तापमान की स्थिति में बदलाव के बाद बदलते हैं, थर्मिस्टर्स का उपयोग I - V के रैखिक खंड पर एक ऑपरेटिंग बिंदु सेट के साथ किया जाता है। विशेषता।

लेकिन ऑपरेटिंग बिंदु पारंपरिक रूप से I - V विशेषता (NTC थर्मिस्टर्स) के गिरने वाले खंड पर सेट होता है यदि थर्मिस्टर का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, माइक्रोवेव विकिरण की तीव्रता को ट्रैक करने और मापने के लिए सिस्टम में स्टार्टर, टाइम रिले के रूप में, फायर अलार्म सिस्टम में, थर्मल नियंत्रणथोक पदार्थों और तरल पदार्थों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए प्रतिष्ठानों में।

1 K पर -2.4 से -8.4% तक TCS के साथ आज के सबसे लोकप्रिय मध्य-तापमान थर्मिस्टर्स और पॉज़िस्टर्स... वे ओम से मेगोहम्स तक प्रतिरोधों की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम करते हैं।

सिलिकॉन आधार पर बने 1 K पर 0.5% से 0.7% के अपेक्षाकृत कम TCR वाले पॉज़िस्टर्स हैं। उनका प्रतिरोध लगभग रैखिक रूप से बदलता है।इस तरह के पॉज़िस्टर्स का व्यापक रूप से तापमान स्थिरीकरण प्रणालियों में और विभिन्न आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पावर सेमीकंडक्टर स्विच के सक्रिय शीतलन प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से शक्तिशाली उपकरणों में। ये घटक योजनाबद्ध रूप से आसानी से फिट हो जाते हैं और अधिक बोर्ड स्थान नहीं लेते हैं।

एक विशिष्ट पॉज़िस्टर एक सिरेमिक डिस्क के रूप में होता है, कभी-कभी एक मामले में श्रृंखला में कई तत्व स्थापित होते हैं, लेकिन एक सुरक्षात्मक तामचीनी कोटिंग में एक संस्करण में अधिक बार। पॉज़िस्टर्स का उपयोग अक्सर बिजली के सर्किट को ओवरवॉल्टेज और करंट से बचाने के लिए फ़्यूज़ के रूप में किया जाता है, साथ ही साथ तापमान सेंसर और सेल्फ-स्टेबलाइजिंग एलिमेंट्स, उनकी स्पष्टता और शारीरिक स्थिरता के कारण।

इलेक्ट्रॉनिक्स के कई क्षेत्रों में थर्मिस्टर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, खासकर जहां तापमान प्रक्रिया का सटीक नियंत्रण महत्वपूर्ण है। यह डेटा ट्रांसमिशन उपकरण, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी, उच्च प्रदर्शन प्रोसेसर और उच्च परिशुद्धता औद्योगिक उपकरण पर लागू होता है।

थर्मिस्टर अनुप्रयोगों के सबसे सरल और सबसे लोकप्रिय उदाहरणों में से एक प्रभावी करंट लिमिटिंग है। फिलहाल, बिजली की आपूर्ति में वोल्टेज की आपूर्ति मुख्य से की जाती है, बेहद तेज कैपेसिटर चार्ज महत्वपूर्ण समाई और प्राथमिक सर्किट में एक बड़ा चार्जिंग करंट प्रवाहित होता है, जो डायोड ब्रिज को जला सकता है।

यह करंट यहां है और यह थर्मिस्टर द्वारा सीमित है, अर्थात यह सर्किट घटक इसके माध्यम से गुजरने वाले करंट के आधार पर अपना प्रतिरोध बदलता है, क्योंकि ओम के नियम के अनुसार यह गर्म होता है। जैसे ही यह कमरे के तापमान तक ठंडा हो जाता है, थर्मिस्टर कुछ मिनटों के बाद अपने मूल प्रतिरोध को ठीक कर लेता है।