NTC

Un termistor NTC es un resistor semiconductor cerámico cuya resistencia eléctrica disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esta relación inversa lo distingue de un resistor normal, que mantiene una resistencia constante en todos los rangos de temperatura. Los dispositivos NTC se fabrican a partir de óxidos metálicos sinterizados, típicamente mezclas de óxidos de manganeso, níquel, cobalto y cobre, prensados en pequeñas perlas, discos o varillas y cocidos a alta temperatura. El resultado es un sensor de temperatura altamente no lineal que puede cambiar la resistencia en órdenes de magnitud en una banda de temperatura modesta.

El coeficiente de temperatura negativo surge de la física del material: a medida que el calor excita los portadores de carga en la red semiconductora, más electrones se vuelven móviles, por lo que la conductividad aumenta y la resistencia disminuye. Esto ocurre rápidamente cerca del punto de transición del material, típicamente entre 30°C y 100°C, dependiendo de la composición. Una perla NTC con una clasificación de 10 kiloohmios a 25°C podría caer a 1 kiloohmio a 50°C, y luego a 100 ohmios a 100°C. Esta pendiente pronunciada hace que los termistores NTC sean útiles para la medición y el control de la temperatura, pero también los hace sensibles al auto-calentamiento: la corriente que fluye a través del dispositivo genera calor internamente, lo que reduce aún más la resistencia y puede crear un descontrol si no se gestiona.

Aplicaciones comunes y límites

Los termistores NTC aparecen en circuitos de compensación de temperatura, cortes térmicos y entradas de sensores en controladores industriales. Un monitor de temperatura del devanado de un motor podría usar una sonda NTC incrustada en la bobina; un limitador de sobretensión en una fuente de alimentación podría usar una perla NTC en serie con la entrada de CA para reducir la corriente de irrupción durante el arranque. Son económicos, compactos y responden rápidamente a los cambios de temperatura, pero su curva de respuesta no lineal requiere calibración o tablas de consulta para una medición precisa. También envejecen y se desvían con el tiempo, especialmente bajo estrés térmico, por lo que no son adecuados para metrología de precisión por encima de 100°C o en entornos de alta vibración.

Los termistores NTC vienen en forma de perla (desnuda o recubierta), en forma de disco para montaje en superficie y en conjuntos de sonda con cables y carcasa protectora. Los valores de resistencia a la temperatura de referencia de 25°C suelen oscilar entre 100 ohmios y 1 megaohmio. El parámetro B, a menudo listado en las hojas de datos, describe la pendiente de la curva resistencia-temperatura y determina qué tan pronunciadamente cambia la resistencia; los valores típicos van de 2500 a 5000 kelvin.

Cuando la precisión y la estabilidad son importantes, se prefieren los termómetros de resistencia de platino (PRT) o los termopares. Pero en aplicaciones sensibles al costo, circuitos de protección térmica y sistemas donde la respuesta rápida y el tamaño pequeño son más importantes que la precisión, los termistores NTC siguen siendo la opción estándar en la electrónica industrial.