Arbeitsprinzip des PTC-Thermistors
Die meisten PTC-Thermistoren sind mit dotierten polykristallinen Keramiken ausgestattet, zu denen BaTiO3 (Bariumtitanat) und andere Verbindungen gehören. Diese Materialien haben die Eigenschaft, dass der elektrische Widerstand bei einer bestimmten kritischen Temperatur sprunghaft ansteigt. Bariumtitanat (BTO)-Material ist ein ferroelektrisches Material, dessen Dielektrizitätskonstante mit der Temperatur variiert.
Das Arbeitsprinzip des PTC-Thermistors hängt hauptsächlich von der Widerstandsänderung ab, die durch die Änderung der Innentemperatur verursacht wird. Sobald die Temperatur steigt, steigt der Widerstand. Mit abnehmender Temperatur nimmt der Widerstand ab. Bei dieser Art von Thermistor sind also sowohl Widerstand als auch Temperatur direkt proportional.
Arten von PTC-Thermistoren
Thermistoren werden je nach Struktur, Material und Herstellungsprozess in drei Typen unterteilt, z. B. Keramikschalter, Siliziumwiderstand und Polymer-PPTC.
1. Silizium-PTC-Thermistor
Diese Kategorie von Thermistoren besteht hauptsächlich aus Thermistoren, die Silizium-Halbleitermaterialien verwenden, dies sind lineare Geräte mit einem signifikanten PTC-Widerstand (Positive Temperature Coefficient). Sie zeigen NTC (Negativer Temperaturkoeffizient) sobald die Temperatur 150 Grad überschreitet. Diese Thermistoren werden aufgrund ihrer linearen Charakteristik als PTC-Temperatursensoren verwendet und können auch zur Temperaturkompensation verwendet werden.
2. Keramikschalter PTC-Thermistor
Der zweite Typ ist ein Keramikschalter-PTC-Thermistor, der eine extrem nichtlineare Widerstands-Temperatur-Kurve hat. Sobald der Thermistor erregt wird, nimmt der Widerstand zunächst ab, bis ein festes Temperaturniveau erreicht ist. Sobald die Temperatur über ein festes Niveau ansteigt, steigt der Widerstand dramatisch an. Dieser Thermistor wird häufig in Sensoren, PTC-Heizungen verwendet und kann auch für Übertemperaturschutz, Stromschutz, Zeitverzögerungsschutz und Temperaturkompensation verwendet werden.
3. Polymer-PPTC-Thermistor
Polymer-Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten oder PPTC-Thermistoren sind auch als rückstellbare Sicherungen bekannt, da sie einen nichtlinearen PTC-Effekt aufweisen. Diese Art von Thermistor ist ein thermisch aktiviertes Gerät, sodass sich jede Schwankung der Umgebungstemperatur auf die Leistung des Thermistors auswirkt. Dieser Thermistor hat unter normalen Betriebsbedingungen einen minimalen Widerstand und hat weniger Kontrolle über die Leistung der Schaltung als der Rest der Schaltung.
Wenn jedoch das elektrische System in einen Fehlerzustand eintritt, reagiert das PPTC sofort, indem es in einen Auslösezustand eintritt. Sobald der Fehlerzustand beseitigt ist, stellt sich der Thermistor selbst zurück und die Schaltung kehrt in ihren normalen Betriebszustand zurück.
Diese Thermistoren werden in der Prozesssteuerung und zum Schutz von Automobil-, Telekommunikations-, Unterhaltungselektronik- und medizinischen Geräten verwendet.
