Главная Промышленные терморезисторы



ношгта длины выводов. KQpnyca обычно имрш л

шопо металлического шарика или удлиненнпй 1 «еболь-

лйчеокой трубки, куда вставляют трморТзи

него выводами, покрытыми пластиком Ня пГ » отходящими от

личных защитных корпусах терморезистопм ..V ""аны в раз-

рым« фирмамп-изготовителямн "рь Выпускаемые некото-



Рис. 2.8. Конструкции термозондов, образованных размещением бусинковых терморезисторов с отрицательным ТКС в металлических и пластиковых корпусах

2.5. Пленочные терморезисторы

Пленочные терморезисторы можно различать по толщине пленки. К тонкопленочным относятся терморезисторы с толщиной оксидной пленки в несколько десятков нанометров, которую наносят на стеклянную или керам-ическую подложку обычными методами катодного распыления. Как правило, осаждение ведут в среде с регулируемым парциальным давлением кислорода, чтобы гарантировать получение оксидных, а не металлических пленок. Было установлено, что состав осаждаемой пленки не поддается точному регулированию, так как оксидные мишени различного состава дают пленки, очень близкие по своему химическому составу. Стехиометрию осажденной пленки по кислороду легко корректировать нагреванием в кислороде после ее осаждения.

Материалами для контактов обычно служат благородные iv*e-таллы (золото, палладий или платина). Электрические свойства тонкопленочных терморезисторов часто значительно отличаются от свойств терморезисторов из объемного материала аналогичного состава. Удельное сопротивление этих приборов существенно за-2-78 33



висит от условий нанесения иленки, а также от иредполагае] факторов, таких как содержание кислорода в пленке. Пленоч терморезисторы, как правило, имеют более высокий ТКС по щ нению с объемными терморезисторами, однако стабильность ниже.

Одним из самых распространенных методой изготовления d ночных (Приборов является нанесение пасты из смеси оксидов подложку из оксида алюминия путем трафаретной «печати с следующим прокаливанием в атмосфере кислорода для созда) терморезистО(ра нужного состава. Оксидная паста может та! содержать стеклянную порошковую фритту, которая образует щитную глазурь на нленке в нроцессе прокаливания и однов менНО увеличивает адгезию пленки к подложке. Получаемые КИМ способом толстопленочные терморезисторы имеют толщи измеряемую в микрометрах. Металлизированные электроды с дают высокотемпературной обработкой толстых пленок из бла родных металлов, таких как платина, золото или палладий.

Электроды обычно наносят методом печати на подложку: оксида алюминия до нанесения оксидной пасты, и их oтжигd отдельно или совместно с оксидной пленкой. Их можно ос£ дать на пленку после ее осаждения на подложку и отжигать вы те с пленкой до или после в зависимости от требуемых соп тивления и ТКС. Оксидные пасты, применяемые для изготовлен толстопленочных терморезисторов, выпускаются промышлен] стью, но многие изготовители предпочитают использовать ci собственные композиции. Толстопленочные терморезисторы име минимальные размеры 5x5 мм и сопротивление до 1 кОм п температуре 25°С. Столь низкие сопротивления возможны бла даря использаванию встречно-штыревых электродов.

Глава 3

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ТКС

Отличительным свойством всех терморезисторов, безуслон! является их высокий ТКС, что и определяет все области примем ния терморезисторов. Тем не менее, это свойство не является еди ственным, которое делает терморезисторы одними из наиболее уц нереальных пассивных элементов. Их универсальность проистека из возможности получения высокого ТКС при широком изменен сопротивления, форм и габаритных размеров. Большой диапаз! сопротивлений позволяет использовать терморезчсторы при опр деленных температурах в широком интервале температур и обе печивает их согласование с соответствующими схемами.

Разнообразие размеров приборов позволяет применять их регулирования температуры, причем они могут быстро реагир вать на небольшие колебания температуры или, наоборот, мог



отвечать на малые колебания и реагировать только на дрейф пературы. Изменяя размеры используемых терморезисторов, оно также изменять на четыре иорядка время, необходимое для перехода одного фиксированного значения сопротивления к другому

Характеристики терморезисторов можно разделить на две категории. К первой относятся характеристики полупроводникового материала, которые включают температурную зависимость сопротивления, позволяющую найти такие параметры, как ностоянная материала В н ТКС а. Ко второй категории относятся характеристики, определяемые конструктивными особенностями терморезистора, т. е. вольт-амперная характеристика, постоянная времени и коэффициент рассеяния. Некоторые другие характеристики, такие как стабильность, определяются прежде йсего, природой полупроводникового материала, но могут претерпевать значительные изменения в зависимости от способа герметизации готовых приборов.

3.1. Температурная характеристика сопротивления

Как было показано в гл. 1, удельное сопротивление полупроводниковых оксидных материалов, применяемых для изготовления терморезисторов с отрицательным ТКС, обладает следующей температурной зависимостью:

p = Po.exp(q/kT). (3.1)

У реальных приборов с заданными разм:ерами удельные сопротивления р и р<х. можно заменить сопротивлениями R и i?c». Точно так же энергию активации q и постоянную Больцмана k заменяют одной постоянной В, которую выражают в градусах Кельвина. С учетом сказанного уравнение (3.1) приобретает более общепринятую форму:

i? = Лexp (5/Т), (3.2)

где A = Roc - постоянная, соответствующая сопротивлению термо-Рзистора при бесконечно большой температуре (т. е. когда

Из уравнения (3.2) следует, что при построении зависимости логарифма удельного сопротивления от обратной температуры получается прямая линия. На рис. 3.1 показаны экспериментальные температурные характеристики удельных сопротивлений двух полупроводниковых материалов в интервале температур от -100 ДО Ч-400°С [1]. Из этих характеристик видно, что, хотя наклон прямых постоянен в широком интервале температур, он все же едленно изменяется цри высоких температурах. Позднее в [2] оь1ло показано, что более точно экспериментальная температурная Характеристика описывается эмпирическим урав1нением вида

R = Aexp[B/{T + Q)\, (3.3)

Где 6 - постоянная, выражаемая в градусах Кельвина. 2*



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


0.0124