NTC

Une thermistance CTN est une résistance semi-conductrice en céramique dont la résistance électrique diminue à mesure que la température augmente. Cette relation inverse la distingue d'une résistance normale, qui maintient une résistance constante sur toutes les plages de température. Les dispositifs CTN sont fabriqués à partir d'oxydes métalliques frittés, généralement des mélanges d'oxydes de manganèse, de nickel, de cobalt et de cuivre pressés en petites billes, disques ou tiges et cuits à haute température. Le résultat est un capteur de température très non linéaire qui peut changer de résistance de plusieurs ordres de grandeur sur une bande de température modeste.

Le coefficient de température négatif provient de la physique du matériau: à mesure que la chaleur excite les porteurs de charge dans le réseau semi-conducteur, plus d'électrons deviennent mobiles, de sorte que la conductivité augmente et la résistance diminue. Cela se produit rapidement près du point de transition du matériau, généralement entre 30 °C et 100 °C selon la composition. Une bille CTN évaluée à 10 kilohms à 25 °C pourrait chuter à 1 kilohm à 50 °C, puis à 100 ohms à 100 °C. Cette pente raide rend les thermistances CTN utiles pour la mesure de température et le contrôle thermique, mais elle les rend également sensibles à l'auto-échauffement: le courant traversant le dispositif génère de la chaleur en interne, ce qui réduit davantage la résistance et peut créer un emballement si ce n'est pas géré.

Applications courantes et limites

Les thermistances CTN apparaissent dans les circuits de compensation de température, les coupures thermiques et les entrées de capteurs sur les contrôleurs industriels. Un moniteur de température d'enroulement de moteur peut utiliser une sonde CTN intégrée dans la bobine; un limiteur de surtension dans une alimentation électrique peut utiliser une bille CTN en série avec l'entrée CA pour réduire le courant d'appel au démarrage. Elles sont peu coûteuses, compactes et réagissent rapidement aux changements de température, mais leur courbe de réponse non linéaire nécessite un étalonnage ou des tables de correspondance pour une mesure précise. Elles vieillissent et dérivent également avec le temps, surtout sous contrainte thermique, elles ne conviennent donc pas à la métrologie de précision au-dessus de 100 °C ou dans des environnements à fortes vibrations.

Les thermistances CTN sont disponibles sous forme de billes (nues ou revêtues), de disques pour montage en surface et d'assemblages de sondes avec fils et boîtier de protection. Les valeurs de résistance à la température de référence de 25 °C varient généralement de 100 ohms à 1 mégohm. Le paramètre B, souvent indiqué sur les fiches techniques, décrit la pente de la courbe résistance-température et détermine la rapidité avec laquelle la résistance change; les valeurs typiques vont de 2500 à 5000 kelvin.

Lorsque la précision et la stabilité sont importantes, les thermomètres à résistance de platine (TRP) ou les thermocouples sont préférés. Mais dans les applications sensibles aux coûts, les circuits de protection thermique et les systèmes où une réponse rapide et une petite taille sont plus importantes que la précision, les thermistances CTN restent le choix standard dans l'électronique industrielle.