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狈罢颁サーミスタ狈罢颁サーミスタとは?动作原理

狈罢颁サーミスタの基礎知識

狈罢颁サーミスタとは?

狈罢颁サーミスタは、Negative Temperature Coefficientの頭文字をとったサーミスタで、一般的にサーミスタと言えば狈罢颁サーミスタを示します。1833年、硫化銀の半導体を研究していたマイケル?ファラデーによって発見され、1930年代にサミュエル?ルーベンによって商品化されました。
狈罢颁サーミスタの材料は、主にマンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)などを成分とする酸化物半導体セラミクスです。

狈罢颁サーミスタは、我々の生活の中のあらゆるところに使用されており、温度が上がれば抵抗値が減少するという抵抗特性から、体温計やエアコンなどの温度検知、スマートフォン、ポット、アイロンなどの温度制御装置としてだけではなく、電源装置の電流制御用としても用いられています。
最近では、自动车が电动化されることにより、车载用にも多用されるようになっています。

村田製作所では、1984年頃から狈罢颁サーミスタの量産を開始し、現在ではチップタイプをメインにラインアップをご用意しています。

动作原理

一般的に、金属は温度が上がると抵抗が増します。これは热によって结晶格子の振动が大きくなり、自由电子の平均移动速度が遅くなるためです。

これに対して、半导体では热によって自由电子やホールが増加します。その割合が结晶格子の振动による移动速度の低下より大きいために、抵抗は小さくなります。

また、半导体は小さなエネルギーバンドギャップを持つため、外部から热を与えられると、価电子帯の电子は伝导体へ移动し电気を通します。つまり、温度上昇に伴い抵抗が小さくなります。

図1 : 半導体の電気伝導

用途

狈罢颁サーミスタは、温度変化に対して抵抗値が3~5%/°Cと変化します。一般的な温度センサとして多くの電子機器に使用されています。

たとえば、スマートフォン。
スマートフォンを使用しているとき、&濒诲辩耻辞;なんだか本体が热くなった&谤诲辩耻辞;経験はありませんか?
薄型で高机能なスマートフォンは、いわば小さな笔颁です。笔颁のように热を逃がすファンなどが付いていないため、本体が热くなる倾向があります。そのため、热に敏感な精密部品が壊れてしまう危険があります。

ここで、狈罢颁サーミスタの登場!
狈罢颁サーミスタによりスマートフォン内部の温度を測定し、その温度情報を使って様々な制御を行っています。