termistores_NTC_1

8/12/2019 termistores_NTC_1

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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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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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.

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