TERMISTORES
RESISTENCIA DE UN SEMICONDUCTOR
Componente electrónico cuya resistencia varía con la temperatura. Se emplea como instrumento de control y medición de la temperatura, o como moderador de los efectos térmicos parásitos que se producen en el interior de los circuitos.
Es un tipo de termómetros de resistencia (palabra procedente del inglés thermistor, contracción de "thermally sensitive resistor"), formados por sustancias semiconductoras cuya conductividad eléctrica varía con la temperatura según una función del tipo:
R = A exp (B/T)
Siendo R la resistencia del termistor a la temperatura T, A y B dos constantes cuyos valores típicos son del orden de 0.05 y 800 K, respectivamente.
Si su coeficiente de temperatura es negativo, se denomina NTC (negative temperatura coefficient),el cual es el mas utilizado y por tanto es el que trataremos, mientras que si es positivo, se denominan PTC. Los símbolos respectivos son los de la figura donde el trazo horizontal en el extremo de la línea inclinada indica que se trata de una variación no lineal.
Principio de funcionamiento de los Termistores
Por ser un material semiconductor, en condiciones normales no hay electrones libres en la banda de conducción (alta resistividad). Al aumentar la temperatura crece la energía interna del material alcanzando algunos electrones los niveles energéticos de la Banda de Conducción. Ello mejora la conductividad eléctrica del material y por tanto disminuye su resistencia
Curva típica de temperatura de termistor comparada con una curva típica de temperatura de RTD de 100 W:
Mención particular merecen la estabilidad del termistor con el tiempo y el medio. La primera se logra sometiéndolos a un envejecimiento artificial. La segunda se consigue recubriendo el termistor con vidrio si el medio donde va a trabajar le afecta. La intercambiabilidad es otro parámetro a considerar, pues sólo está garantizada para modelos especiales. Por ello, al sustituir un termistor en un circuito suele ser necesario reajustarlo, aunque se trate de una unidad del mismo modelo.
Debido a estas características, los termistores pudieron ganarse considerables cuotas de mercado en el campo del automóvil, la electrónica y consumo.
TIPOS Y APLICACIONES
Las NTC se fabrican a base de mezclar y sinterizar óxidos dopados de metales como el níquel, cobalto, manganeso, hierro y cobre. El proceso se realiza en una atmósfera controlada dándoles la forma y tamaño deseados. La proporción de óxidos determina la resistencia y el coeficiente de temperatura.
APLICACIONES:
El circuito de la figura (a) es indicado para medir una temperatura en una margen reducido, por ejemplo la del agua en automóviles. Consiste en una batería, una resistencia de ajuste en serie, un termistor y un microamperímetro. La corriente a través del circuito varía de forma no lineal con la temperatura debido a la variación de la resistencia del termistor, pero la escala del microamperímetro se puede graduar según convenga.
Un control dependiendo de la temperatura se basa en el circuito de la figura (b). Cuando la temperatura ambiente supera un cierto valor, se reduce la resistencia de la NTC con lo que aumenta la corriente y se acciona el relé.
El flujo de un líquido se puede medir con el circuito de la figura (c). Un calefactor inmerso en el líquido libera calor que es transportado por el líquido que fluye, de manera que se crea una diferencia de temperatura entre el líquido, aguas arriba y aguas abajo del calefactor, Esta diferencia de temperaturas depende de forma no lineal, de la velocidad del líquido, y se puede medir con dos termistores.Termistores