¿Qué es un termistor y cómo funciona?
Imagen: Jeremy Cook | Leyenda: Los termistores se presentan en una amplia gama de formas y tamaños
Por: Jeremy Cook
El termistor (abreviatura de resistor térmicamente sensible) es un resistor que cambia de valor con la temperatura. Los termistores aumentan o disminuyen la resistencia con los cambios de temperatura.
Se dividen ampliamente en dos clases:
• Termistor NTC: Coeficiente de temperatura negativo; la resistencia disminuye al aumentar la temperatura
• Termistor PTC: Coeficiente de temperatura positivo; la resistencia aumenta al aumentar la temperatura
La clasificación del coeficiente de temperatura positivo o negativo hace referencia al término k en la aproximación de comportamiento de primer orden:
∆R = k∆T
Aquí, R es resistencia, T es temperatura y k es el coeficiente que relaciona ambas. En los resistores estándar (sin termistor), k está idealmente lo más cerca posible de 0, manteniendo una R constante en un amplio rango de temperatura.
Esta aproximación de primer orden solo es precisa en un rango de temperatura limitado. Una expresión más robusta de la resistencia frente a la temperatura se basa en la ecuación de Steinhart-Hart para la resistencia de los semiconductores, expresada de la siguiente forma:
1/T = A + BlnR + C(lnR)3
En esta ecuación, los términos T (temperatura) y R (resistencia) coinciden con la aproximación de primer orden. Los coeficientes A, B y C se ajustan para que coincidan con las propiedades individuales del termistor.
Más allá del comportamiento resistivo, los termistores vienen en una amplia gama de paquetes, desde diminutos componentes SMD que caben en una placa de pruebas, hasta dispositivos con cables conectados para tareas de detección remota. Los termistores se pueden usar para medir la temperatura o se pueden implementar para el control directo de circuitos.
¿Para qué se utilizan los termistores?
Imagen: Jeremy Cook | Leyenda: Los termistores se presentan en paquetes grandes y pequeños.
La detección de temperatura del termistor se logra mediante un termistor NTC. Por ejemplo, la temperatura del extremo caliente de una impresora 3D por lo general se mide con un termistor NTC, con una resistencia para la temperatura ambiente nominal (25 ºC/77 ºF) de 100 kΩ. El controlador de la impresora 3D mide la resistencia del termistor, que se correlaciona con la temperatura. Estos datos de temperatura permiten que la impresora suministre la cantidad adecuada de energía para derretir PLA u otros materiales.
Además de enviar datos a un controlador, los termistores se pueden usar de manera directa en circuitos de varias maneras:
• PTC: Limitación de corriente para protección de circuitos. Si el exceso de corriente fluye a través de un resistor PTC correctamente especificado, se genera calor y aumenta la resistencia. Esto puede actuar como un fusible reiniciable, ya que se inhibe el flujo de corriente cuando hay temperatura y luego, se permite el flujo de corriente en condiciones normales (más frías).
• NTC: Limitadores de corriente de irrupción. La resistencia en estos dispositivos es inicialmente alta, pero cuando una pequeña cantidad de corriente calienta el termistor, la resistencia disminuye con el tiempo. Esta resistencia reducida permite que fluya más corriente, y que aumente de manera controlada.
• Actuación de dispositivos térmicamente sensibles: Es posible controlar un ventilador de enfriamiento con un termistor NTC, ya que se suministrará energía cuando aumente la temperatura. Se podría usar un termistor PTC de manera similar para activar un calentador cuando un espacio esté demasiado frío. Si bien cualquiera puede exhibir un control directo, puede ser ventajoso emplear un termistor para medición. Un microcontrolador, una configuración de edificio inteligente u otro dispositivo inteligente se puede utilizar para tomar decisiones más precisas.
Termistores: Utilidad para medición y protección de circuitos
Si bien los termistores se pueden dividir en NTC y PTC, tal vez una mejor manera de considerar estos componentes es tener en cuenta si están diseñados para medición o para acción directa/protección de circuitos. Los termistores de medición a menudo incluyen un cable para conectarlos a otros dispositivos electrónicos. No obstante, los termistores de "acción directa" a menudo vienen en pequeños paquetes de montaje en superficie para usarlos con cargas relativamente pequeñas en las placas de circuitos. También pueden tomar la forma de componentes pasantes más grandes para cargas más importantes.
Los termistores presentan una serie de posibilidades de diseño útiles y deben considerarse al trabajar con aplicaciones sensibles a la temperatura o protección de componentes electrónicos. También tienden a ser bastante rentables, lo que ayuda a mantener su proyecto dentro del presupuesto.
