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Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Thermistor</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Thermistor</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Ein <b>Thermistor</b> (<a href="Kofferwort" title="Kofferwort">Kofferwort</a> aus <span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic"><i><b>therm</b>ally-sensitive res<b>istor</b></i></span>) ist ein elektrischer <a href="Widerstand_(Bauelement)" title="Widerstand (Bauelement)">Widerstand</a>, dessen Wert sich mit der <a href="Temperatur" title="Temperatur">Temperatur</a> reproduzierbar ändert. Thermistoren unterteilen sich in ihren Temperaturverhalten in zwei Gruppen:<sup id="cite_ref-ere1_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-ere1-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<ul><li><a href="Hei%C3%9Fleiter" title="Heißleiter">Heißleiter</a>, welche über einen negativen <a href="Temperaturkoeffizient" title="Temperaturkoeffizient">Temperaturkoeffizienten</a> (NTC) verfügen und im heißen Zustand besser elektrisch leiten als im kalten Zustand.</li>

<li><a href="Kaltleiter" title="Kaltleiter">Kaltleiter</a>, welche über einen positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) verfügen und im kalten Zustand besser elektrisch leiten als im heißen Zustand.</li></ul>

<p>In den bevorzugten Anwendungen dienen Thermistoren

</p>

<ul><li>der elektrischen <a href="Temperaturmessung" class="mw-redirect" title="Temperaturmessung">Temperaturmessung</a> im Rahmen des <a href="Widerstandsthermometer" title="Widerstandsthermometer">Widerstandsthermometers</a> oder</li>

<li>der Strombegrenzung bei elektrischen Geräten (<a href="Anlaufstrombegrenzung" class="mw-redirect" title="Anlaufstrombegrenzung">Anlaufstrombegrenzung</a> oder Spitzenstrombegrenzung).</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Allgemeines">Allgemeines</h2></div>

<p>Kennzeichnend für einen Thermistor ist die Änderung des Widerstandes bei Änderung der Temperatur. Als Widerstandsmaterial werden Metalle, <a href="Halbleiter" title="Halbleiter">halbleitende</a> Metalloxide (keramische Werkstoffe) oder <a href="Silizium" class="mw-redirect" title="Silizium">Silizium</a> verwendet, wobei je nach Anwendung sowohl Materialien mit positiven als auch negativen Temperaturkoeffizienten Anwendung finden.

</p><p>Im <a href="Kleinsignalverhalten" title="Kleinsignalverhalten">Kleinsignalverhalten</a> kann die Abhängigkeit des Widerstandes <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle R}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle R}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4b0bfb3769bf24d80e15374dc37b0441e2616e33.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.764ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle R}" loading="lazy"></span> von der Temperatur <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle T}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle T}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ec7200acd984a1d3a3d7dc455e262fbe54f7f6e0.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.636ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle T}" loading="lazy"></span> als <a href="Lineare_Gleichung" title="Lineare Gleichung">lineare Gleichung</a> mit dem <a href="Proportionalit%C3%A4tsfaktor" class="mw-redirect" title="Proportionalitätsfaktor">Proportionalitätsfaktor</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle k}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle k}</annotation>

</semantics>

</p>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Delta R=k\Delta T}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/47bdd704a018ef355fdb985602bbc48ba82cb48b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:11.582ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \Delta R=k\Delta T}" loading="lazy"></span> .</dd></dl>

<p>Der Faktor <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle k}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle k}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c3c9a2c7b599b37105512c5d570edc034056dd40.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.211ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle k}" loading="lazy"></span> wird auch als Temperaturkoeffizient erster Ordnung bezeichnet. Je nach Vorzeichen dieses Koeffizienten wird zwischen <a href="Hei%C3%9Fleiter" title="Heißleiter">Heißleitern</a> mit negativen Koeffizienten und <a href="Kaltleiter" title="Kaltleiter">Kaltleitern</a> mit positiven Koeffizienten unterschieden. Bei Heißleitern, auch als NTC-Widerstand bezeichnet, sinkt der Widerstandswert mit steigender Temperatur. Bei Kaltleitern, auch als PTC-Widerstand bezeichnet, steigt der Widerstandswert mit steigender Temperatur.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungen">Anwendungen</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Messtechnik">Messtechnik</h3></div>

<div class="mw-heading mw-heading4"><h4 id="Kaltleiter">Kaltleiter</h4></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→ </span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Widerstandsthermometer" title="Widerstandsthermometer">Widerstandsthermometer</a></i></div>

<p>Reine Metalle sind Kaltleiter. In der industriellen Temperaturmesstechnik sind Messwiderstände aus <a href="Platin" title="Platin">Platin</a> wie der <a href="Platin-Messwiderstand" title="Platin-Messwiderstand">Platin-Messwiderstand</a> üblich und genormt. Sie können bei geeigneter Ausrüstung bis 850 °C eingesetzt werden. Sie haben eine fast lineare Kennlinie bei einer relativen Widerstandsänderung von knapp 0,4 % pro °C.

</p><p>Ausführungen mit keramischen Werkstoffen sind etwa bis 200 °C einsetzbar.<sup id="cite_ref-Ziehl_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-Ziehl-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Ihre Kennlinie steigt in einem engen Bereich um ihre Nenn-Ansprechtemperatur mit bis zu 30 % pro °C an. Messtechnisch sind sie kaum mehr geeignet als zur Aussage "zu kalt/zu warm".<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading4"><h4 id="Heißleiter"><span id="Hei.C3.9Fleiter"></span>Heißleiter</h4></div>

<p>Thermistoren mit negativen Temperaturkoeffizienten (NTC, Heißleiter) weisen aufgrund des zugrundeliegenden Halbleiter-Effektes eine hohe Abhängigkeit von Fehlstellen, wie der <a href="Dotierung" title="Dotierung">Dotierung</a> der Grundstoffe auf. Die Verarbeitung wie das Mischen, Mahlen, Pressen, <a href="Sintern" title="Sintern">Sintern</a> hat einen großen Einfluss auf die Eigenschaften und die Langzeitstabilität. Daher waren NTCs lange Zeit nur mit stark streuenden Kenndaten herstellbar und haben den NTCs in ihrer Anfangszeit den Ruf eingebracht, für präzise Temperaturmessung wenig geeignet zu sein.

</p><p>Heißleiter sind bis etwa 150 °C einsetzbar. Sie weisen gegenüber Platin-Messwiderständen eine deutlich höhere <a href="Empfindlichkeit_(Technik)" title="Empfindlichkeit (Technik)">Empfindlichkeit</a> auf (Richtwert: Bei Zimmertemperatur dem Betrage nach eine <a href="Zehnerpotenz" title="Zehnerpotenz">Zehnerpotenz</a> größer). Ihr nichtlineares Verhalten wird durch nichtlineare Gleichungen beschrieben. Die bevorzugte Darstellung der Abhängigkeit ist unter <a href="Widerstandsthermometer#Heißleiter" title="Widerstandsthermometer">Widerstandsthermometer</a> angegeben. Eine weitere übliche Darstellungsform des nichtlinearen Zusammenhangs ist die <a href="Steinhart-Hart-Gleichung" title="Steinhart-Hart-Gleichung">Steinhart-Hart-Gleichung</a>.<sup id="cite_ref-stein1_4-0" class="reference"><a href="#cite_note-stein1-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Strombegrenzung">Strombegrenzung</h3></div>

<div class="mw-heading mw-heading4"><h4 id="Kaltleiter_2">Kaltleiter</h4></div>

<p>Kaltleiter werden unter anderem zum Überlastschutz und zur Strombegrenzung im Dauerbetrieb eingesetzt. Einige Kaltleiter-Widerstände aus <a href="Bariumtitanat" title="Bariumtitanat">Bariumtitanat</a> zeigen einen stark nichtlinearen Zusammenhang zwischen Temperatur und Widerstandswert und finden unter anderem als verschleißfreie Schaltelemente Anwendung – vergleichbar mit <a href="Temperaturschalter" title="Temperaturschalter">Bimetallschaltern</a>. Diese Typen werden für den Übertemperaturschutz von Elektromotoren verwendet; bei einer zu starken Erwärmung des Motors kommt es zu einer Leistungsreduktion bzw. zu einer Abschaltung.<sup id="cite_ref-Ziehl_2-1" class="reference"><a href="#cite_note-Ziehl-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>In anderen Anwendungen werden Kaltleiter-Widerstände als träge <a href="Selbstr%C3%BCckstellende_Sicherung" title="Selbstrückstellende Sicherung">selbstrückstellende Sicherungen</a> oder auch zur Steuerung des <a href="Entmagnetisierung" title="Entmagnetisierung">Entmagnetisierungsstromes</a> bei Farbbildröhren eingesetzt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading4"><h4 id="Heißleiter_2"><span id="Hei.C3.9Fleiter_2"></span>Heißleiter</h4></div>

<p>Heißleiter werden zur Begrenzung von Einschaltströmen angewandt, um einen <a href="Sanftanlauf" title="Sanftanlauf">Sanftanlauf</a> zu ermöglichen. Ein Heißleiter in der Zuleitung eines elektrischen Geräts ist vor dem Einschalten kalt, leitet im Einschaltaugenblick noch schlecht und begrenzt rein ohmsch den <a href="Einschaltstrom" title="Einschaltstrom">Einschaltstrom</a>. Nach dem Einschalten erwärmt er sich durch den Stromfluss und vermindert seinen Widerstand gegenüber dem hohen Anfangswiderstand um oft mehr als 2 Zehnerpotenzen.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Der Einsatz eines Heißleiters verhindert eine Stromspitze beispielsweise,

</p>

<ul><li>wenn diese beim Einschalten eines <a href="Netzger%C3%A4t" class="mw-redirect" title="Netzgerät">Netzgerätes</a> eine <a href="Elektrische_Sicherung" class="mw-redirect" title="Elektrische Sicherung">elektrische Sicherung</a> auslösen könnte,</li>

<li>wenn diese beim Aufladen eines Kondensators einen Gleichrichter schädigen könnte.</li></ul>

<p>Heißleiter zur Einschaltstrombegrenzung können nicht zur Erhöhung des zulässigen Dauerstroms parallel geschaltet werden. Der kleinere der Widerstände bekäme den größeren Anteil am Strom, erwärmte sich schneller, und das bereits wärmere Bauteil erwärmt sich noch weiter. In der Folge übernimmt einer der Heißleiter fast den gesamten Strom. Eine Reihenschaltung ist jedoch möglich, wenn es darum geht, die Hochlaufzeit zu vergrößern.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bauformen">Bauformen</h2></div>

<ul><li>Bedrahtete Scheiben oder Zylinder</li>

<li>Oberflächenmontage (<a href="Surface_Mounted_Device" class="mw-redirect" title="Surface Mounted Device">Surface Mounted Device</a> (SMD); Quader oder z. B. SOT-23)</li>

<li>Bedrahtete Metall-Ösen, Pillen oder halbleitertypische Gehäuse (TO-92, TO-220)</li>

<li>Einschraubbare Metallgehäuse</li></ul>

<p>Daneben existieren noch historische Bauformen wie der <a href="Eisen-Wasserstoff-Widerstand" title="Eisen-Wasserstoff-Widerstand">Eisen-Wasserstoff-Widerstand</a>, ein Kaltleiter, und der Heißleiter aus <a href="Urandioxid" class="mw-redirect" title="Urandioxid">Urandioxid</a>, welcher als URDOX-Widerstand bezeichnet wird.<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://thermistor.sourceforge.net">Software zur Thermistor Berechnung bei sourceforge.net</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-ere1-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-ere1_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">L. W. Turner: <cite style="font-style:italic">Electronics Engineer's Reference Book</cite>. 4. Auflage. Butterworth-Heinemann, 2013, ISBN 978-1-4831-6127-3, Chapter 6: Electronic materials and components, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>6–30 bis 6–41</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abookitem&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Thermistor&rft.atitle=Chapter+6%3A+Electronic+materials+and+components&rft.au=L.+W.+Turner&rft.btitle=Electronics+Engineer%27s+Reference+Book&rft.date=2013&rft.edition=4.&rft.genre=bookitem&rft.isbn=9781483161273&rft.pages=6-30+bis+6-41&rft.pub=Butterworth-Heinemann" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-Ziehl-2"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-Ziehl_2-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Ziehl_2-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text">Ziehl: Kaltleiter-Temperatursensoren (<a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.ziehl.de/ziehl/deutsch/tr/2kaltleitertemperatursens.pdf">PDF</a>), abgefragt am 31. Januar 2012</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external autonumber" href="https://www.controllersandpcs.de/lehrarchiv/pdfs/elektronik/pass01_04x.pdf">[1]</a>, Seite 3</span>

</li>

<li id="cite_note-stein1-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-stein1_4-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="http://assets.newport.com/webDocuments-EN/images/AN04_Thermistor_Calibration_IX.PDF"><i>Thermistor Calibration and the Steinhart-Hart Equation, Application Note # 4.</i></a> ILX Lightwave, Firmenschrift,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 28. September 2014</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AThermistor&rft.title=Thermistor+Calibration+and+the+Steinhart-Hart+Equation%2C+Application+Note+%23+4&rft.description=Thermistor+Calibration+and+the+Steinhart-Hart+Equation%2C+Application+Note+%23+4&rft.identifier=http%3A%2F%2Fassets.newport.com%2FwebDocuments-EN%2Fimages%2FAN04_Thermistor_Calibration_IX.PDF&rft.publisher=ILX+Lightwave%2C+Firmenschrift"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">Michael Reisch: <i>Elektronische Bauelemente: Funktion, Grundschaltungen, Modellierung mit SPICE.</i> Springer, 1998, S. 99</span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external autonumber" href="https://www.thomatronik.de/bauelemente/einschaltstrombegrenzer">[2]</a> Daten für Einschaltstrombegrenzer</span>

</li>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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