Practica con termistor

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Termistores NTC -1

Termistores NTC
• Introducción • Característica R(T) • Acoplamiento térmico – eléctrico • Curvas I-V en estática • Recta de carga y puntos de trabajo • Respuesta temporal • Aplicaciones • Dispositivos comerciales

Termistores NTC -2

Introducción
NTC: resistores no lineales cuya resistencia disminuye fuertemente con la
temperatura. El coeficiente de temperatura esnegativo y elevado.

α = 1 dR R dT

de -2 a -6 % / ºC a Temperatura ambiente.

Resistor lineal (efecto parásito)

α ≈- 200 ppm / ºC α ≈- 4 % / ºC

⇒ ⇒

R (25ºC) = 10 K

R (50 ºC) = 9,95 K

Resistor no lineal NTC (efecto intencionado) R (25ºC) = 10 K R (50ºC) = 3,9 K

Termistores NTC -3

Característica R(T)
Materiales apropiados Óxidos metálicos con característicassemiconductoras intrínsecas Resistividad del material ρ = 1/ qµ ni = A T - n exp (B / T ) Resistencia del componente R ( T ) = R0 exp ( B / T ) ( R0 incluye la geometría del componente) ( disminuye al aumentar T )

Fórmula utilizada por los fabricantes R ( T ) = R25 exp ( B / T - B / T25 )

Termistores NTC -4

Característica R(T)
Expresión

B − B  R (TNTC ) = R25 exp  T T25  
Parámetro B 2000 K< B < 5500 K Parámetro T25 T25 = 298 K (25+273 K) Parámetro R25 R25 = R (TNTC = T25)

     NTC

Termistores NTC -5

Característica R(T)
0

Coeficiente de temperatura

B = 2000 K

α (% / ºC)

α = 1 dR = − B2 R dT T
T = 300 K -2 % / K > α > − 6 % / K

-5

B = 5000 K -10

-15 -100 0 100 TEMPERATURA ( ºC ) 200 300

Termistores NTC -6

Característica R(T)
50Tolerancia
40 TOLERANCIA (%)

B = 5000 K

Influencia: R25 y B

R R ∆R = ∂ ∆R25 + ∂ ∆B ∂ 25 R ∂ B
  1 ∆R25 ∆R 1  ∆B  = + B −  R R T T25  B    

30 B = 2000 K 20

10

∆B / B = 3 % ∆R25 / R25 = 10 %

0 -100 0 100 TEMPERATURA ( ºC ) 200 300

Dependiente de la temperatura

Termistores NTC -7

Acoplamiento Térmico - Eléctrico
Comportamiento térmico (estado estacionario)PD = 1 TNTC − TA  ⇒ TNTC = TA + PD R T     RT
Comportamiento Eléctrico
 V B  B  = R = R25 exp  − T  T25  I  NTC 

Acoplamiento Térmico - Eléctrico

V = R exp  B B   −  25 V ⋅ ⋅  I I RT + TA T25   

Termistores NTC -8

Acoplamiento Térmico - Eléctrico
Curvas I-V en estado estacionario térmico

V = R exp  B B   −  25 V ⋅ ⋅  I I RT + TA T25   
Zona I: Potencia disipada ↓↓ TNTC ≈TA R ≠ R (V, I) ⇒ ⇒ R(TNTC) = cte. = R(TA) Característica lineal

Zona II : Potencia disipada ↑↑ TNTC >> TA R = R (V, I) ⇒ ⇒ R disminuye fuertemente Característica no lineal

Termistores NTC -9

Acoplamiento Térmico - Eléctrico
Curvas I-V Representación lineal
3

T1=298K

R=V/I ( Líneas rectas )

Tensión (V)
1 0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

ResistenciaConstante

2

Potencia Constante P = V ×I ( Hipérbolas )

Corriente (A)

Termistores NTC -10

Acoplamiento Térmico - Eléctrico
101

Curvas I-V Representación logarítmica
100

100 Ω

10 Ω

Log V = log R + log I ( Rectas de pendiente +1 )

Tensión (V)

Resistencia Constante

1W 298 K 10-1

Potencia Constante log V = log P - log I ( Rectas de pendiente -1 )
10-2 10-3373 K

10-2

10-1

100

101

Corriente (A)

Termistores NTC -11

Uso de las Curvas I-V
Parámetros de interés del resistor NTC •Parámetros de la ley R(T): R25 y B •Resistencia Térmica: RT •Temperatura máxima de operación: TMAX •Potencia máxima aplicable: PMAX

Toda la información puede obtenerse a partir de dos curvas I-V correspondientes a dos temperaturas ambiente distintas Termistores NTC -12

Uso de las Curvas I-V
101

Obtención de R25 1) Seleccionar la curva de TA = T25 = 298 K 2) Zona de baja disipación TNTC ≈TA V = 0.1 V I = 0.001 A 3) Resultado R (T25) = V / I = 100 Ω
10-2 10-3 10-2 100

100 Ω

Tensión (V)

298 K 10-1

373 K

10-1

100

101

Corriente (A)

Termistores NTC -13

Uso de las Curvas I-V
101

Obtención de B 1) Zona de...
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