Форма, габариты и конструктиБ}1ые особенности современных терморезисторов весьма разнообразны: их выполняют в виде дисков (рис. 8.1, а), миниатюрных бусинок (рис. 8.1, б), плоских прямоугольников (рис. 8.1, в) и др.

В зависимости от типа используемого полупроводникового материала и габаритов чувствительного элемента исходное сопротивление

СТ1-19.СТЗ-19

СТ1-17, CTJ17

СТЗ-23 д

Рис. 8.1. Внешний вид и основные размеры терморезисторов.

терморезисторов составляет от нескольких ом до десятков мегом.

На рис. 8.2 изображена простейшая электрическая цепь, состоящая из терморезистора 7? и линейного резистора R, величина которого не зависит от температуры. Если к этой цепи приложить напряжение Е, в ней установится некоторый ток /, величина которого опре-

Рис. S.2. Простейшая цепь с терморезистором.

деляется из решения системы уравнении:

E = U, + Ur=U, + IR, (8.1)

f/, = /(/), (8.2)

где (/.J.-падение напряжения на терморезисторе в установившемся режиме.

Зависимость От = f (/) представляет собой вольт-ампер ную характеристику терморезистора (рис. 8.3) с тремя основными участками: ОЛ, АВ и ВС. На начальном участке ОЛ характеристика Л1шейна, так как при малых токах мощность, выделяющаяся в терморезисторе, мала и практически не влияет на его температуру. На участке АВ линейность характеристики нарушается. С ростом тока температура терморезистора повышается, а его сопротивление (вследствие увеличения числа электронов и дырок проводимости в материале полупроводника) уменьшается. При дальнейшем увеличении тока иа участке ВС уменьшение сопротивления оказывается столь значительным, что рост тока ведет к уменьшению напряжения на тер1\юрезисторе. В конце участка ВС вольт-амнерная характеристика все более приближает-

ся к горизонтальной линии, параллельной оси абсцисс. Это и позволяет использовать некоторые типы терморезисторов для стабилизации напряжения.

Характерным для цепи, содержащей терморезистор R. и линейный резистор R, является резкое, скачкообразное нарастание или убывание тока, вызванное изменением сопротивления терморезистора. Это явление получило название релейного эффекта. Релейный эффект может произойти в результате изменения температуры окружающей среды или величины приложенного к цени напряжения.

На рис. 8.4, а показано возникновение релейного эффекта, при изменении окружающей температуры.

Вольт-амперная характеристика / терморезистора соответствует температуре окружающей среды Т, характеристика - температу-

и Is I II Iz

Рис. 8.3. Вольт-амперная ха- Рис. 8.4; Возникновение релейного эффекта: рактеристика терморезисто- а - при изменении температуры; б - при изменение ра.

приложенного напряжения.

ре Т, 111- изображает зависимость t/, = £ - 1R- При температуре ток в цепи определяется абсциссой точки / пересечения вольт-амперной характеристики терморезистора и характеристики Прн повышении окружающей температуры от до вольт-амперная характеристика терморезистора опускается. При этом ток вначале возрастает плавно до значения /3 в точке 2, которая соответствует неустойчивому состоянию схемы, и далее (при небольшом новышегши температуры) скачком возрастает до /3 в точке 3, где устойчиво сохраняет свое значение при постоянстве температуры. Это явление называется прямым релейным эффектом.

Уменьшение температуры приводит к плавному уменьшению тока до значения в точке 4 и далее - к скачкообразному уменьшению тока до II (точка /). Это явление называется обратным релейным эффектом.

На рис. 8.4, б показано возникновение релейного эффекта при изменении приложенного напряжения.

При напряжении источника режим работы цепи определяется точкой 1. При увеличении напряжения jxoE рабочая точка переходит в положение 2. Теперь достаточно небольшого увеличения напряжения, чтобы рабочая точка скачком переместилась в положение 3, что со-ответст>з>ет резко:,:у увеличению тока от до /3.

Релейный эффект используется в разнообразных схемах тепловой защиты, температурной сигнализации, автоматического регулирования температуры и т. д.

Помимо вольт-ампер ной характеристики, важнейшей характеристикой терморезистора является зависимость его сопротивления от температуры. Типичная температурная характеристика = <р {Т) тер-

1000

морезнстора с отрицательным температурным коэффициентом приведена на рис. 8.5.

Важнейшими параметрами терморезисторов являются:

Холодное сопротивление- сопротивление рабо-

Рис. 8.5. Температурная Рис. 8.6. К пояснению терморезистора характеристика терморе- принципа работы по- "Р те1*.шературе ОКружЭЮ-зистора с отрицательным зистора. щей сред:э[ 20° С, Ом.

коэффициентом. Температурный коэф-

фициент сопротиелсния ат, выражающий в процентах изменение абсолютной величины сопротивления рабочего тела терморезистора при изменении температуры на 1*0. Обычно значение ttj приводится для температуры 20" С. Значение ат для любой температуры в диапазоне 20-150° С определяется из соотношения

«7 = --, (8.3)

где В =

коэффициент температурной чувствитель-

ности, зависящий от физических свойств материала, К; Tj - исходная температура рабочего тела; Т - конечная температура рабочего тела, для которой определяется значение ат; Rt и Rt - сопротивления рабочего тела тер морезнстора прн температурах соответственно П и Т,.

Наиболыиая мощность рассеивания - мощность, при которой терморезистор, находящийся при температуре 20" С, разогревается протекающим током до максимальной рабочей температуры.

Максимальная рабочая температура - температура, при которой характеристики тер морезнстора остаются стабильными длительное время (в течение указанного срока службы).

Постоянная времени t - время, в течение которого температура терморезистора уменьшается в е раз (е = 2,718) от выбранного перепада температур при охлаждении.

Таким образом, параметр т характеризует тепловую инерцию терморезистора.

Постоянная времени г представляет собой отношение теплоемкости Я к коэффициенту рассеивания b