termistores_NTC_1
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8/12/2019 termistores_NTC_1
1/22
Termistores NTC -1
Termistores NTC
IntroduccinCaractersti ca R(T)
Acoplamiento trmico elctricoCurvas I -V en estticaRecta de carga y puntos de trabajoRespuesta temporal
AplicacionesDisposi tivos comerciales
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Termistores NTC -2
Introduccin
NTC: resistores no lineales cuya resistencia disminuye fuertemente con latemperatura. El coeficiente de temperatura esnegativo y elevado.
= 1 dRdT de -2 a -6 % / C a Temperatura ambiente.
Resistor l ineal (efecto parsito)
- 200 ppm / C R(25C) = 10 K R(50 C) = 9,95 K
Resistor no l ineal NTC (efecto intencionado)
- 4 % / C R(25C) = 10 K R(50C) = 3,9 K
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Termistores NTC -3
Caracterstica R(T)
Mater iales apropiados
xidos metlicos con caractersticas semiconductoras intrnsecas
Resistividad del mater ial
= 1/ qni=A T- n
exp (B / T ) ( disminuye al aumentar T )
Resistencia del componente
R ( T ) =R0 exp (B / T ) (R0incluye la geometra del componente)
Frmula uti li zada por los fabricantes
R ( T ) =R25 exp (B / T-B / T25 )
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Termistores NTC -4
Caracterstica R(T)
Expresin
=
2525 exp)( T
BTBRTRNTC
NTC
Parmetro B2000 K
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Termistores NTC -5
Caracterstica R(T)
Coef iciente de temperatura
= = 1 2dRdT T
T = 300 K
-2 % / K > > 6 % / K
TEMPERATURA ( C )
-100 0 100 200 300
(%
/C)
-15
-10
-5
0
B = 5000 K
B = 2000 K
-
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Termistores NTC -6
Caracterstica R(T)
Tolerancia
Influencia:R25yB
BB
RR
R
+
=2525
BB
TTB
R
R
R
R +
=
25
25 11
Dependiente de la temperatura TEMPERATURA ( C )-100 0 100 200 300
TOLERANCIA(%)
0
10
20
30
40
50
B = 5000 K
B = 2000 K
R25
/ R25
= 10 %
B / B = 3 %
-
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Termistores NTC -7
Acoplamiento Trmico - Elctr ico
Comportamiento trmico (estado estacionario)
TDANTCANTCT
DRPTTTT
RP +==
1
Comportamiento Elctr ico
==
2525 exp T
BTBRR
I
V
NTC
Acoplamiento Trmico - Elctrico
+= 2525exp
TB
TRIVBR
IV
AT
-
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Termistores NTC -8
Acoplamiento Trmico - Elctr ico
Curvas I -V en estado estaci onar io trmico
+= 2525
expTB
TRIVBR
IV
AT
Zona I:Potencia disipada
TNTCTA R(TNTC) = cte. =R(TA)RR (V, I) Caracterstica lineal
Zona I I: Potencia disipada
TNTC>> TA R disminuye fuertementeR =R (V, I) Caracterstica no lineal
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Termistores NTC -9
Acoplamiento Trmico - Elctr ico
Curvas I -VRepresentacin l ineal
Resistencia Constante
R = V / I
( Lneas rectas )
Potencia Constante
P = V I( Hiprbolas )
Corriente (A)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Tensin(V)
0
1
2
3
T1=298K
-
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Termistores NTC -10
Acoplamiento Trmico - Elctr ico
Curvas I -VRepresentacin logartmica
Resistencia Constante
LogV =logR +logI( Rectas de pendiente +1 )
Potencia Constante
logV =logP -logI( Rectas de pendiente -1 )
Corriente (A)
10-3 10-2 10-1 100 101
Tensin(V)
10-2
10-1
100
101
298 K
373 K
1W
100 10
-
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Termistores NTC -11
Uso de las Curvas I -V
Parmetros de inters del resistor NTC
Parmetros de la leyR(T): R25yB
Resistencia Trmica:RT
Temperatura mxima de operacin: TMAX
Potencia mxima aplicable:PMAX
Toda la informacin puede obtenerse a partir de dos curvas I-V
correspondientes a dos temperaturas ambiente distintas
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Termistores NTC -12
Uso de las Curvas I -V
Obtencin de R25
1) Seleccionar la curva de
TA= T25= 298 K
2) Zona de baja disipacin
TNTCTA
V = 0.1 VI = 0.001 A
3) Resultado
R (T25) = V / I = 100 Corriente (A)
10-3 10-2 10-1 100 101
Tensin(V)
10-2
10-1
100
101
298 K
373 K
100
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Termistores NTC -13
Uso de las Curvas I -V
Obtencin de B
1) Zona de alta disipacin
TA= 298 K = T25TNTC= 373K
R(373 K) = 10 3) Expresin R(T)
K
TT
R
TR
B
NTC
341011
)(ln
25
25
==
Corriente (A)
10-3 10-2 10-1 100 101
Tensin(V)
10-2
10-1
100
101
298 K
373 K
100 10
-
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Termistores NTC -14
Uso de las Curvas I -V
Obtencin de RT
1) Zona de alta disipacin
TA= 298 K
TNTC= 373K
PD= V I = 0.4 W
2) Expresin TNTC
TNTC= TA+ RTPD
RT= (TNTC - TA )/ PDRT190 C / W
Corriente (A)
10-3 10-2 10-1 100 101
Tensin(V)
10-2
10-1
100
101
298 K
373 K
100 10
2 V
0.2 A
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Termistores NTC -15
Uso de las Curvas I -V
Obtencin de RMINy TMAX
1) Temperatura mxima
TA= 373 K (100 C)
RT190 C / WP = V I= 0.75 W
TMAX= TA+ RTP= 240 C
2) Resistencia mnima
RMIN= V / I= 0.75
Corriente (A)
10-3 10-2 10-1 100 101
Tensin(V)
10-2
10-1
100
101
298 K
373 K
100 0.75
0.75 V
1 A
10
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Termistores NTC -16
Recta de carga y puntos de trabajo
Polarizacin
NTC
VNTCVeq
eq
VNTC= Veq-INTCReqCorriente (A)
Tensin(V)
0
Q2
Q3
Q4
Q1
Q5
( I ) ( II ) ( III )
-
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Termistores NTC -17
Recta de carga y puntos de trabajo
Q1es estable V0/R0
Corriente (A)
0
Q1
( I )
( I )
Veq
Veq
+ Veq
Q1 Q
1
Q1
R1R
2
Tensin(V)
-
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Termistores NTC -18
Recta de carga y puntos de trabajo
V 0 / R 0
C o r r i e n t e ( A )
Tensin(V)
0
Q3
Q4
( I I )
Ve q
Ve q
+ Ve q
R1
R2
Q 3
Q3
( I I )Q
3
Q2
V e q - V e q
Q2y Q4 estables, Q3 inestable
-
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Termistores NTC -19
Recta de carga y puntos de trabajo
Corriente
Tensi
n
298 K
308 K
Variacin de TA
Q
Q
Corriente
Tensi
n
Variacin de Veq
Q
Q
-
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Termistores NTC -20
Recta de carga y puntos de trabajo
Corriente
Tensi
n
Variacin de Req
Q
Q
Corriente (A)
Tensin
(V)
RT(1)
RT(2)
Q
Q
Efecto de la RT
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Termistores NTC -21
Respuesta temporal
Rgimen no estacionar io TAA RPT +=dtdT+T NTCTNTC
= RTCT Constante de tiempo trmica
V 0/R 0
Corr ien te (A)
Tensin(V)
0
V e q
Q
I1 I2
R = c te
t
t= 0
t
tI 1
I 2
-
8/12/2019 termistores_NTC_1
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Termistores NTC -22
Aplicaciones
1. Dependencia de la resistencia con la temperatura: R = R ( T)Medida de la Temperatura.Cambio de medio (lquido-aire).Medida de flujos de gases.
2.I nercia trmica de la NTC: R = R ( T ) con T = T ( t )Retardo en el accionamiento de rels.Aumento lento de corriente.
3. Coef iciente de temperatura negativo: < 0Compensacin de coeficientes de temperatura positivos.
Estabilizacin de voltajes.