1. Thermisch veränderliche Widerstände

Resistive Sensoren und Thermoelemente Kapitel 2/5
http://www.pegasus-sys.net/FheServices.htm
R
GES
R
=
R
NTC
NTC
⋅ RP
+ R
P
Abb. 1.16. Linearisierung der R/T Kennlinie eines NTCs durch Parallelschaltung
Andere Anwendungen ergeben sich in den Bereichen der Kompensation von Temperaturdrifts von
Halbleiterbauelementen, Quarz Oszillatoren oder bei LCD Displays.
Für weiterführende Informationen über NTC Thermistoren siehe auch:
2. PTC
http://www.epcos.com/web/produkt_katalog/html/products_e.html
PTC Thermistoren – im folgenden PTCs – sind thermisch empfindliche Widerstände auf Halbleiterbasis. Im
Unterschied zu anderen temperaturabhängigen Widerständen steigt der elektrische Widerstand der PTCs
aber erst ab einer gewissen Temperatur (Sprungtemperatur) sehr steil an. Diese Widerstandszunahme ist von
einem sehr großen positven Temperaturkoeffizienten α gekennzeichnet. Unterhalb der Sprungtemperatur
zeigt der PTC NTC ähnliches Verhalten.
Der Herstellungsprozess von PTCs ist ähnlich dem, bei den zuvor besprochene NTCs. Ausgangsmaterial
sind Keramiken auf der Basis von Bariumtitanat. Keramik ist im allgemeinen ein sehr guter Isolator.
Halbleitende Eigenschaften und damit ein niederer elektrischer Widerstand lassen sich aber durch Dotierung
des Ausgangsmaterial erreichen.
Abb. 1.17. R/T Kennlinie eines PTCs – Widerstandsverlauf ist logarithmiert dargestellt
Die Materialstruktur ist durch die Ausbildung von vielen Kristalliten gekennzeichnet. Diese Monokristalle
werden durch ihre Korngrenzen begrenzt. Diese Korngrenzen bilden Potentialbarrieren aus und verhindern
somit den Fluß der freien Elektronen 18 in angrenzende Körner. Die isolierenden Eigenschaft der
Korngrenzen sind für den hohen Gesamtwiderstand des PTCs verantwortlich. Dieser setzt sich somit aus der
Serienschaltung des Widerstandes der Körner und der Korngrenzen zusammen, es gilt somit:
R = R + R
mit RKORNGRENZE = f (T )
PTC
KORN
KORNGRENZE
Unterhalb der Sprungtemperatur TC zeigt der PTC ein NTC ähnliches Verhalten. Dieses negative
Temperaturverhalten des PTCs findet sehr weite Anwendungen in der Elektronik, wenn der PTC als
18 Durch die Dotierung des Ausgangsmaterials entsteht in den Körnen ein Überschuß an Elektronen und es stehen somit
Ladungsträger für den Ladungstransport zur Verfügung. Die Kristallite weisen somit sehr gute elektrische Leitfähigkeit
auf. Die Dotierung des Ausgangsmaterials erfolgt mit Materialien höhere Valenzzahl um ein n-leitendes Material zu
erhalten, damit stehen Elektronen als freie Ladungsträger zur Verfügung.
C.Brunner - Elektronische Sensorik Seite 11/20