! ترمیستور چیست؟
نیم رساناهایی که به سبب
ضریب مقاومت گرمایی زیادشان به کار می روند ، به مقاومت های حساس به دما یا
ترمیستور thermistors که از عبارت temperature sensitive resistors گرفته شده، معروف هستند.
مقاومت های حساس به
دما در شاخه های مهندسی کاربردهای مهم و زیادی دارند:
- دماسنج های مقاومتی یا بارترها «بارتر barertter دستگاهی است برای اندازه گیری چگالی شار تابشی که طرز کار آن بر پایه تغییر مقاومت الکتریکی پیل حساس نیم رسانایی در موقع گرم کردن آن استوار است)، را خیلی پیش در آزمایشگاه ها به کار می بردند. ولی قبلا آنها را از فلز می ساختند که به سبب محدودیت گسترده کاربردشان ، مشکلات زیادی به بار می آوردند.
برای اینکه مقاومت بارتر را در مقایسه با مقاومت سیم های رابط بالا ببرند، ناچار بودند بارتر را از سیم نازک و دراز بسازند. به علاوه تغییر مقاومت فلزات با دما خیلی کم است و از این اندازه گیری دما به کمک بارتر فلزی به اندازه گیری خیلی دقیق مقاومت نیاز داشت.
- بارترهای نیم رسانایی «ترمیستورها) این معایب را ندارند. مقاومت ویژه الکتریکی آنها آنچنان بالاست که یک بارتر می تواند فقط چند میلیمتر طول داشته باشد. با چنین ابعاد کوچکی ، ترمیستور خیلی زود به دمای محیط بیرون می رسد.
همین امر به آن امکان می دهد که دمای اشیای کوچک (مثلا برگ گیاهان یا ناحیه هایی روی پوست بدن) را اندازه بگیرد.
ترمیستورهای مدرن (ترمیستورهای نیم رسانا):
- حساسیت ترمیستور های امروزی چنان بالاست که تغییری به اندازه یک میلیونیم کلوین را می توان به کمک آنها آشکار سازی و اندازه گیری کرد. این وضع عملی بودن کاربرد آنها را در دستگاههای جدید به جای پیل های ترموالکتریک برای اندازه گیری شدت تابش خیلی ضعیف نشان می دهد.
- در ابتدا انرژی لازم برای آزاد شدن الکترون از حرکت گرمایی یعنی انرژی داخلی نیم رساناها ، تامین می شد. ولی ، این انرژی را جسم می تواند در ضمن جذب انرژی نور به الکترون انتقال دهد. مقاومت چنین نیم رساناهایی بر اثر نور به مقدار زیادی کاهش می یابد. این پدیده را نور رسانش فوتو رسانش)، یا اثر فوتو الکتریکی ذاتی گویند.
اصطلاح ذاتی در اینجا تاکید بر این واقعیت دارد که الکترونهای آزاد شده با نور ، مانند انتشار الکترون از فلز درخشانی که به “اثر فوتوالکتریک غیر ذاتی“ معروف است، مرزهای جسم را ترک نمی کنند. این الکترون ها در جسم باقی می مانند و دقیقا رسانندگی آن را تغییر می دهند.
دستگاه هایی که بر پایه این پدیده ساخته می شوند را در مقیاس صنعتی برای دستگاههای اعلان و خودکار به کار می برند (مانند دزدگیر و ...).
- فقط بخش کوچکی از الکترونهای آزاد نیم رسانا در حالت آزادند و در جریان شرکت می کنند. اما درست این است که بگوییم همین الکترون ها به طور دائم در حالت آزادند و دیگران در حالت مقید. بر عکس ، در نیم رساناها همزمان دو فرایند رخ می دهد:
- از یک طرف با صرف انرژی داخلی یا انرژی نورانی فرایند آزادسازی الکترون ها اتفاق می افتد.
- از طرف دیگر ، فرایند ربایش الکترونهای آزاد ، یعنی ترکیب مجدد آنها با بعضی از یون های باقیمانده (یعنی ، اتم هایی که الکترون هایشان را از دست داده اند) مشاهده می شود. به طور متوسط ، هر الکترون آزاد شده فقط مدت کوتاهی (از 3-10 تا 8-10 ثانیه) آزاد می ماند. همواره الکترون هایی وجود دارد که پیوسته جایشان را با الکترون های مقید عوض می کنند. تعادل بین الکترون های آزاد و مقید از نوع تعادل دینامیکی است.
مباحث مرتبط با عنوان:
