Главная Промышленные терморезисторы



Предисловие

Термин терморезистор образован от слов термочувствительный резистор и сначала относился к твердотельному элементу с большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), созданному одновременно в США и Голландии в период Второй мировой войны Позднее этот термин был распространен и на элементы с большим положительным ТКС Современные терморезисторы представляют собой приборы из полупроводникового материала, проводимость которого чрезвычайно чувствительна к изменению температуры

Самыми первыми устройствами, где нашли применение терморезисторы с отрицательным и положительным ТКС, были датчики, в которых эти приборы использовались для измерения или регулирования температуры Для этой цели и в настоящее время промышленностью выпускаются миллионы разнообразных терморезисторов, которые встречаются в самом различном оборудовании, установках и аппаратах, начиная от систем управления космическими кораблями, автомобильными двигателями, воздушными кондиционерами и дагчиками обледенения и кончая устройствами защиты от перегрева для простых электродвигателей Терморези-сторные датчики применяются в медицине для измерения локальной и общей температуры тела, в метеорологии для прогнозирования погоды, при изготовлении синтетических волокон и в других отраслях химической промышленности Приборы, содержащие тер-мореэисторы в качестве регулирующих элементов, используются также в рефрижераторах, морозильных камерах, стиральных машинах, кофеварках, электрических чайниках, электроплитах и системах центрального отопления Весь этот перечень говорит о мно гограпности свойств терморезисторов, а разнообразное применение в качестве элементов свидетельствует об их универсальности

Большинство черно-белых телевизоров содержит, по крайней мере, один терморезистор для температурной компенсации откло няющих катушек нли схем развертки, а во всех цветных телевизорах терморезисторы с положительным ТКС сл\жат для размагничивания кинескопов В системах телефонной связи многих стран терморезисторы применяются для регулирования уровня речевого сигнала, выравнивания частотной характеристики телефонных ли НИИ, устранения позваниваний в телефонных аппаратах линий коллективного пользования, регулирования зуммерного сигнала, синхрояизации набора номера на телефонной станции, управления усилением ретрансляционных усилителей наземных н подводных линий, защиты цепей центрального телефонного узла от перегрузок Во многих областях электротехнической и электронной про-



мышленности терморезисторы с положительным ТКС иопользуют в качестве предохранителей многомратного действия для защиты от токовых перегрузок электродвигателей малой мощности, электробритв и сетевых розеток, стартеров лкйминбсцентных ламп, для надежной защиты сложных транзисторных устройств или устройств на интегральных микросхемах Терморезисторы с положительным ТКС можно также применять в качестве саморегулируе-мых нагревательных элементов, и как таковые они используются в термостатах для мварцевых стабилизаторов частоты, паяльниках, щипцах для завивки волос, фенах, подогревателях пищевых (продуктов и электрогрелках

Можно сказать, что ни один электрический прибор не обладает таким разнообразием форм, и размеров, как термцрезистор, причем каждый конструктивный вариант этого прибора может иметь до двадцати различных электрических параметров Чтобы удовлетворить растущие потребности различных отраслей промышленности, изготовители пытаются найти новые сочетания электрических свойств и габаритов терморезисторов И все же, несмотря на столь высокую активность в этой области, терморезисторы остаются на правах «падчерицы» в электронной промышленности Во многом это объясняется большими успехами в области создания и рекламы транзисторов, интегральных микросхем и микропроцессоров За последние годы было опубликовано сравнительно мало научно-технических работ по терморезисторам, причем большинство из них носило общий характер До сих пор по терморезисторам не написано ни одной содержательной книги, а в (академических программах университетов и технических вузов им уделяется очень мало внимания

Эта книга написана с целью дать разностороннюю информацию об истории создания и разработки всех типов терморезисторов, технологии изготовления и областях применения, чтобы проиллюстрировать универсальность этих (приборов и, что не менее важно, облегчить выбор прибора как для изготовителя, так и для потребителя Надеюсь, что книга послужит основой для создания вводных курсов по изучению терморезисторов в вузах и явится источником информации, полезной для специалистов электротехнической и электронной промышленности

Выражаю благодарность всем изготовителям терморезисторов, перечисленным в последней главе книги, за любезное предоставление информации и образцов изделий, часть которых была использована как иллюстративный материал Мне также хочется выразить признательность многим моим коллегам из отделения терморезисторов фирмы ITT, которые сделали ряд ценных дополнений и полезных замечаний, что позволило улучшить эту книгу. Столь же искренне я благодарен Пэт Бишоп, Джейнет Фаулер и моей жене за помощь и терпеливое отношение к работе над моей рукописью

Э Д Мэклин, Таунтон, 1979



Введение

TepMOipesHCTap представляет собой резистивный прибор, обладающий высоким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) в широком диапазоне твмпер.атур. В зависимости от Знака ТКС различают два типа терморезисторов: с отрицательным ТКС, сопротивление -которых падает с увеличением температуры, и с положительным ТКС, сопротивление которых увеличивается с повышением температуры. Терморезисторы обоих типоп изготовляют из полупроводниковых материалов; диапазон изменения их ТКС составляет -6,5 - +70 %/°С.

В терморезисторах с отрицательным ТКС полупроводнимовым материалом обычно служит спеченная керамика, которой придают различные форму и размеры. Ее изготовляют из смеси оксидов таких металлов, как Мп, Ni, Со, Си и Fe. Изменяя состав материала и размеры термореэисторов, можно получить сопротив ления от 1 до 10* ОМ при комнатной температуре и ТКС от -2 до -6,5 %/°С.

Термореаисторы с отрицательным ТКС изготовляют самых различных конфигураций: от бусинок диаметром 0,2 мм, дисков и шайб диаметром 3-25 мм до стержней диаметром 12 и длиной до 40 мм. Конструкции терморезисторов столь же разнообразны, как и электрические свойства. Бусинковые терморезисторы можно заливать стеклом, помещать в стеклянные или пластмассовые оболочки или в транзисторные корпуса, и все эти приборы можно, в свою очередь, устанавливать в металлические и пластмассовые корпуса в зависимости от конкретного применения. Дисковые терморезисторы часто защищают изоляционными пленками из лака или эпоксидных смол, монтируют на металлических пластинах и герметизируют в металлических или пластмассовых корпусах.

Терморезисторы с положительным ТКС можно разделить на две принципиально отличные группы в зависимости от типа и свойств применяемого полупроводникового материала. К первой группе относятся термореэисторы из простого полупроводника (обычно кремния) в форме небольшой пластины с двумя выводами на противоположных сторонах. Применение этих приборов основа.но на том, что легированные кристаллы кремния как п-, так и р-типа имеют положительный ТКС при температурах от Криогенных до 150°С и выше, причем ТКС при комнатной температуре приближенно равен 0,8 %,/°С. Ко второй группе относятся 8



0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0116