PÓŁPRZEWODNIKOWE ELEMENTY BIERNE

1. PÓŁPRZEWODNIKOWE ELEMENTY BIERNE WARYSTORY TERMISTORY HALLOTRON GAUSSOTRONY

2. WARYSTORY Warystor (ang. VDR - Voltage Dependent Resistor) jest rezystorem półprzewodnikowym nieliniowym, którego rezystancja zależy od wartości doprowadzonego napięcia. Charakterystyka prądowo - napięciowa warystora jest opisana zależnościami U = C I lub I = A Un gdzie: - współczynnik nieliniowości, n = 2-7 - zależnie od materiału i technologii wykonania; A, C - stałe, zależne od wymiarów, kształtu, materiału i technologii wykonania Warystory charakteryzuje się przez podanie napięcia charakterystycznego Uch, określonego przy prądach 1, 10 lub 100 mA, maksymalnej mocy Pmax, jaka może się w nim wydzielać i tolerancji napięcia Uch

3. PARAMETRY WARYSTORÓW Warystory są wykonywane najczęściej jako spiek węglika krzemu (karborundu) o kształcie walcowym i dyskowym.

4. Warystory wykonuje się z masy złożonej z proszku węglika krzemu SiC (karborundu) i ceramicznego spoiwa o kształcie walcowym (typu WN) i dyskowym (typu WD). ZASTOSOWANIE Warystory są stosowane przede wszystkim jako ograniczniki napięcia (w układach zabezpieczających przed przepięciami lub do zabezpieczania styków), jako elementy stabilizujące napięcie, w filtrach, w układach przetworników częstotliwości.

5. TERMISTORY Symbol termistora podgrzewanego pośrednio w bańce wypełnionej gazem. Symbol graficzny Termistor jest rezystorem półprzewodnikowym, którego rezystancja zależy od temperatury. Zmiana wartości rezystancji może nastąpić na skutek wzrostu temperatury otoczenia lub (i) wydzielanego w nim ciepła. W zależności od charakteru tej zmiany rozróżniamy termistory: o ujemnym współczynniku temperaturowym rezystancji (NTC - ang. Negative Temperature Coefficient) o dodatnim współczynniku temperaturowym rezystancji (PTC - ang. Positive Temperature Coefficient) o skokowej zmianie rezystancji (CTR - ang. Critical Temperature Resistor)

6. PARAMETRYTERMISTORA Najważniejsze parametry termistora to: rezystancja nominalna - wartość rezystancji termistora w temperaturze 250C; wynosi ona od pojedynczych omów dokilku megaomów. Temperaturowy współczynnik rezystancji - określa względną zmianę rezystancji termistora przy zmianie temperatury o gdy dąży do zera.

7. TERMISTOR TYPU NTC Rezystancja tego termistora maleje ze wzrostem temperatury zgodnie z zależnością: gdzie: A - wartość stała, B - stała materiałowa, wynosząca 1000 - 6000 K, RT1 - rezystancja termistora w określonej temperaturze T1. Współczynnik ma znak ujemny i jest przeszło dziesięciokrotnie większy niż dla metali. Dla temperatury 250 a rezystancja

8. TERMISTOR TYPU PTC Termistory typu PTC charakteryzują się tym, że w ograniczonym, ale dość dużym zakresie temperatury ich rezystancja wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. W tym zakresie przebieg zależności od temperatury opisuje wyrażenie gdzie: A1 i A2 - stałe, B - stała materiałowa, T - temperatura bezwzględna, K Wartości współczynników temperaturowych rezystancji termistorów PTC wynoszą od kilku do kilkudziesięciu procent na kelwin.

9. TERMISTOR TYPU CTR Termistory typu CTR charakteryzują się tym, że w otoczeniu określonej temperatury ich rezystancja gwałtownie maleje. Ten skok rezystancji (dochodzący do pięciu rzędów wielkości) zachodzi w wąskim zakresie temperatury (ok. 1 K) PARAMETRY TERMISTORA CTR: Temperatura skoku Ts, wyznaczona jako średnia arytmetyczna temperatury początku Tp i końca skoku Tk i wartość skoku , określona jako logarytm stosunku rezystancji w temperaturze Tp i Tk . Wartość temperatury Ts zależy przede wszystkim od materiału termistora. Uzyskuje się termistory o temperaturze Ts od 308 K (35OC) do 353 K (80OC). Wartość skoku  zawiera się w granicach 2 - 5.

10. Charakterystyka prądowo - napięciowa termistora 1 -termistor NTC 2 - termistor PTC 3 - termistor CTR Termistory wykonuje się z tlenków, np. tlenku manganu, niklu, kobaltu, glinu, żelaza, miedzi, wanadu, litu oraz z węglanów i azotanów. Od rodzaju użytych tlenków i ich proporcji w mieszaninie zależą właściwości termistora. ZASTOSOWANIE TERMISTORÓW • Do pomiarów: • temperatury metodą oporową, mocy w zakresie mikrofal, ciśnienia gazów, poziomu cieczy, • w układach sygnalizacji, regulacji i stabilizacji temperatury, • do kompensacji temperaturowej układów elektronicznych.

11. HALLOTRONY Hallotron jest elementem półprzewodnikowym wykorzystującym zjawisko Halla, zwany jest także generatorem Halla lub czujnikiem Halla. Jeżeli przez płytkę płynie prąd I i jednocześnie działa pole magnetyczne o indukcji B, to między elektrodami napięciowymi powstaje różnica potencjałów, nazywana napięciem Halla. ZASADA DZIAŁANIA GENERATORA HALLA h - grubość płytki RH - współczynnik Halla  - czułość hallotronu,  = 0,3 - 30 V/(A*T)

12. Właściwości hallotronu opisują trzy podstawowe rodziny charakterystyk: 2 1 - oddziaływania prądu sterującego Uy = f(Ix) 2 - oddziaływania pola magnetycznego Uy = f(Bz) 3 - wyjściowe Uy = f(Ix) 1 3

13. Hallotrony są wykonywane z mono - i polikryształu półprzewodnikowego lub w postaci cienkiej warstwy naniesionej na mikę lub szkło. Materiałami najczęściej stosowanymi są: krzem, german, arsenek lub antymonek indu, tellurek lub selenek rtęci. ZASTOSOWANIE Hallotrony stosuje się do: badania pól magnetycznych, do pomiarów dużych prądów, pomiarów mocy, pomiarów wielkości nieelektrycznych (kąta obrotu, przesunięcia, drgań mechanicznych, ciśnienia), wykonywania operacji matematycznych, przetwarzania sygnałów, separacji obwodów itp.

14. GAUSSOTRON Gaussotron, zwany również magnetorezystorem, jest elementem półprzewodnikowym dwuelektrodowym o rezystancji zależnej od pola magnetycznego. ceramika półprzewodnik paski metalowe lut doprowadzenia Charakterystyka RB = f(B) gaussotronu z InSb Gaussotrony są stosowane przede wszystkim w automatyce przemysłowej i do pomiaru silnych pól magnetycznych. SPIS PREZENTACJI