TERMISTORESDuvan Guillermo Aguirre Salamanca

dgaguirre@misena.edu.coLuis Fernando Rojas Rojas

lfrojas1845@misena.edu.co

INTRODUCCIONES

• La temperatura es una magnitud de gran importancia , ya que muchas propiedades de los materiales depende de esta, en general, aumentos de temperatura en un conductor conllevan aumento de la corriente eléctrica.

• Existen unos tipos de semiconductores cuyo funcionamiento viene dado por la modificación de la resistencia eléctrica en función de las variaciones de temperatura estos son los TERMINOS que pueden ser de dos tipos NTC (negativa temperatura coeffcient) PTC (positive temperatura coeffcient)

• Al aumentar la temperatura de un cuerpo lo ase también el numero de portadores reduciéndose la resistencia (coeficiente de temperatura negativo NTC) esta dependencia varia con la concentración de impurezas. Si el dopado es muy fuerte, el semiconductor adquiere propiedades metálicas y presenta un coeficiente de temperatura positivo (PTC) aumentando la resistencia en un margen de temperaturas limitando.

Se representan mediante el siguiente símbolo

- t° + t°Su funcionamiento responde a la siguiente ecuación

donde Ro es la resistencia a 25 ºC u otra temperatura de referencia, To es dicha temperatura expresada en kelvin y B es una constante propia de cada termistor. Las variaciones por tanto son de tipo exponencial.

• El rango de temperaturas y valores de resistencia donde son utilizados fundamentalmente es entre los -100 ºC y los 300 ºC. En la mayoría de aplicaciones el valor de resistencia a 25 ºC esta entre 100 Ω y 100K Ω . Aunque se pude producir con resistencias tan bajas como  10 Ω otan altas como 40M Ω.

TERMISTORES NTC

Un termistor NTC esta constituido por un cuerpo sinterizado poli cristalino de oxido de los materiales manganesos, níquel, cobalto, cobre, entre otros. Estos termistores son sumamente sensibles y son capases de registrar cambios de temperaturas muy pequeños, son por lo tanto los mas utilizados (figura 5.1)

• Fig. 5.1. TermistorNTC

• En la grafica de la figura 5.2 se muestra en la dependencia de la resistencia con la temperatura para el caso de dos NTC.

Figura 5.2. curva característica de termistores NTC.

• en la zona de auto calentamiento el termistor es sensible a cualquier efecto que altere el ritmo de disipación de calor. Esto permite aplicarlo a la medida de caudal nivel conductibilidad calorífica nivel de vacío en electrodomésticos automóviles ETC.

TERMISTORES PTCPara los termistores PTC hay dos tipos de comportamiento según la comparación y el dopado.

Los de tipos cerámicos presentan un cambio brusco de resistencia cuando se alcanza la temperatura de curia (temperatura por encima de la que se pierden las propiedades magnéticas) se denominan a veces POSISTORES ya que por encima de la temperatura de curia su coeficiente de temperatura es positivo y por debajo es negativo o casi nulo. Se salen utilizar en aplicaciones de conmutación. Normalmente se considera que la temperatura de computación (TS) es aquella para que la resistencia alcanza un valor doble del valor mínimo.

• Las PTC basadas en cilicio dopado con titanio y varia presentan una variación mas suaves con la temperatura. A veces se comercializan ya lineal azadas con la denominación de SILISTORES se salen utilizar de aplicaciones de medida para controlar la temperatura de las bovinas de motores eléctricos control de sobretensiones ETC.

• FIGURA 5.3. TERMISTORES PTC

FIGURA 5.4. CURVAS CARACTERISTICAS DE TERMISTORES PTC

(1)se pude aumentar la linealidad de un termistor añadiendo una resistencia en paralelo de valor R. La resistencia resaltante RP presenta una linealidad mayor y una menor dependencia con la temperatura es decir una menor sensibilidad.

CIRCUITO DE APLICACIONES CON UNA NTC

• Podemos plantear una aplicación general con un termistor NTC de manera que cuando la temperatura aumenta por encima de un valor determinado ( 60 ) active un relé de 12 v el cual a su ves ponga en funcionamiento un ventilador de refrigeración este dispositivo podría ser utilizado por dos automóviles.

AJUSTES• Debemos fijarnos que la resistencias R1, R2, R3, Y NTC ,

conforman un puente de wheatstone por lo que debería estar compensado para que dentro las pilas inversoras y no inversoras del amplificador operacional TLO71 no hubiese tenido . Así pues es lo primero será deshacer esta compensación regulando el potenciómetro R3 para que la tensión es la patilla inversora sea ligeramente mayor que en la no inversora con lo que la salida del operacional sea 0 v y el relé estará en repaso ya que el transistor no conducirá podemos fijar una tención en v =9,2 v ya que la v es aproximadamente de 9v .

• Si diera problemas el operacional con la tención OFF-SET de entrada se puede sustituir por un LM358A o un LF351 que están fabricados para trabajar con alimentación asimétrica.

FUNCIONAMIENTO• Si he estaremos realizado los ajustes correctamente el

relé estará en repaso y por tanto el ventilador parado al calentarse la NTC comenzara a bajar su resistencia que inicial mente es de 1 k asta que alcance un valón en el que la tención en la patilla no inversora del operacional v+ sea mayor de 9,2 v instante en el que v- v+ y la salida del operacional pasara asar de 12 v con esta tención la corriente polo base del transitar hare que este se sature y por tanto conmute el relé instante en el cual se pondrá a funcionar el ventilador.

PROPUESTA Y OTROS DISPOSITIVOS

• La propuesta va a ser sencilla en este caso se trata de diseñar nuevamente el circuito de la figura 5.5 utilizado en un termistor PTC se debe observar que ahora la resistencia b aumenta con la temperatura por lo que abría que intercambiar en el puente de wheatstone el potenciómetro por la resistencia PTC de manera que la condiciones de funcionamiento fuesen identificadas.

• Para mejor comprensión del funcionamiento se debe hacer una tabla con las siguientes medidas tención en las patillas 2,3 y 6 del operacional referidas a masa la corriente de colector del transistor antes y después de alcanzar la temperatura fijada para la activación del relé.

• Otros dispositivos de mercado

SIMULACION

MONTAJE

CUESTIONARIO

• ¿Cuantos tipos de termistores existen? • ¿ Que características manejan los termistores de clase

NTC?• ¿Cuales son los dos tipos de comportamiento del

termistor de clase PTC? • ¿ Que aplicaciones tiene el termistor PTC?• ¿ A que puede ser sensible el termistor NTC?

CONCLUSIONES

• Se realiza la simulación en el programa PROTEUS. 8.1 y funciona correctamente.

• Variando la temperatura del termistor sigue en funcionamiento el motor en la simulación.

• Montando el esquema en protoboard no función por determinados detalles como no tener el termistor identificado.

• Con el termistor seleccionado subiéndolo a una temperatura mayor de 60°, el componente tiende a derretir.

GRACIAS