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芯片NTC热敏电阻用途
来源:本站  更新时间:2014-03-13 21:56:17  查看次数:

       NTC热敏电阻制造成温度传感器在家用电器,如空调,冰箱和电饭煲,是进行温度补偿不可缺少的组成部分,因为它们保持电路的工作对温度的影响的稳定性。 虽然其珠类型和盘类型曾经是普遍的,表面安装的芯片型现在是主要的类型。 进一步微型aturization正在取得跟上小型化和轻量化的电子设备的发展
 
片式NTC热敏电阻器第一次进入商业化生产便携式液晶电视面板的温度补偿,后来被应用到摄像机的自动对焦马达,并在取景器电路。
随着移动通讯设备的日益普及,以及像PDA的小型便携式数字设备推出市场继承(个人数字助理),再加上与在表面安装器件和电路,以及更小和更轻的产品的进一步发展,还有在更小的片式NTC热敏电阻器的需求快速增长,首先是1608,那么1005型和现在的0603型。

传统芯片结构的限制

出现了在对TCXO(温度补偿晶体振荡器),RF模块和液晶板,中央到蜂窝电话和日本的PHS(个人手持电话系统),以及用于锂电池和镍温度监测的温度补偿的需求尤为迅速增加氢电池组。
 
然而,传统的单块板片的NTC热敏电阻(上面显示的模型),其中电极是NTC热敏电阻元件上,失败,因为密切相关的几何物理限制的,以满足物理性能和小型化的同时要求。

使用多层化技术来克服这个问题的

为了应对这些需求,开发了使用在接下来的页面中显示夹层的施工方法一个新的芯片NTC热敏电阻模型。 多层结构,具有交替的内部电极层,克服了经历了由单一的板型上的小型化的限制,与大规模扩展性,可以通过相同形状来制造的范围内。 下面是在控制的特点和形状从两者的结构差异化方面的差异表。

这种多层型的出现,也导致了显着增长,在片式NTC热敏电阻等方面在国家的最先进的微型器件和电路的温度补偿和高精度温度检测中的应用。

技术背景的多层片式的发展

以这种方式,芯片NTC热敏电阻技术已经从单一的板结构演变成多层结构。 我们对多层片式NTC热敏电阻的成就概述如下,并专注于的优势和问题,多层式,并与该单板类型进行比较。

的电阻及B常数控制

NTC热敏电阻主要由过渡金属如锰(Mn),镍(Ni)和钴(Co)的氧化物制成的半导体。 虽然各种材料由两种或多种氧化物已经被开发出来,在电阻和B常数(温度系数)独特的材料组合限制使得很难为我们开发的材料具有低电阻率和高B值,或高电阻率,低B值。
例如,要使用的材料具有高乙恒定值(并因此具有高电阻率)使低电阻片式热敏电阻,元件的电阻值R可以表示为

当ρ的值固定为在该例子中,元件的电阻值R可以通过缩短距离电极吨之间或放大的电极重叠S中的区域进行控制。
类似如下的模型,该操作可以通过(a),以及通过增大电极的重叠面积(换言之,增大连接的区域缩短了元件的电极之间的距离t被应用到单个板片上的热敏电阻终端= B)。 然而,正如你可能知道,芯片产品必须符合EIAJ标准要求配置:L2.0xW1.25mm(2012型),L1.6xW0.8mm(1608型)和L1.0xW0.5mm(1005型)。

以满足产品比1005型小,但仍符合以上标准的要求,电极的设计和形状是有限的,从而它类似于一个翻转式多层陶瓷芯片电容器与连接终端移动到的各经度-dinal侧元素,如下面的模型(A,B)所示

换言之,以使超微型芯片热敏电阻,低电阻和高乙恒定的发展,这将是极其困难的克服结构和单板式的物理性质的限制。
温度补偿晶体振荡器(TCXO)是一个很好的例子。 为了提高设计效率和自由,片式NTC热敏电阻的补偿低温度范围的目的(-30至+25°C)要求低的电阻为30〜150Ω。 然而,上述实施例的结果表明,为了提供较低的芯片电阻吸收的上升电阻值从减小尺寸得到的,常规的单块板片的半导体陶瓷必须具有低得多的电阻率比常规的。
另外,由于常数B,另一个关键特征,波动正比于材料的电阻率,常数B为一个单一的板型芯片热敏电阻为30至150Ω的电阻电平通常在2750K。
在多层结构的情况下,电极吨和电极的面积之间的距离过一圈s以上方程中并不意味着距离端子电极(芯片的长度)和端子电极的面积之间的,因为它确实在单一板型的情况下。 相反,t是内部电极之间的长度(电极间陶瓷层的厚度)和s是他们的重叠面积。
因此,即使与1005型固定由EIAJ标准的尺寸,我们能够通过使用的电极层的数量和重叠在该芯片的内部设计的图案,以控制t和s的各种方式中的值。 这意味着我们使用的材料具有高B常数并不妨碍我们从降低芯片本身的电阻,或从减少了芯片的大小。 多层结构,其中,半导体陶瓷分为细胞中的内部电极层,相当于微小的热敏电阻元件并联连接,因此,通过控制每一个元件(或所述重叠区域和层的数目在内部电极)的电阻以及通过组合一个常数B满足各种电阻值个别电路的要求,产品的选择,可以用完全相同的尺寸的芯片展开。

克服了电容元件的问题

理想情况下,嵌入在电路中的半导体电阻器的温度补偿,响应于温度变化和热NTC热敏电阻,应该没有电容分量。 电容元件可以是一个严重的问题在高频率范围内,特别是对于晶体振荡器的温度补偿。
下面是NTC热敏电阻,用于直流电路(一般用途)的阻抗 - 频率特性的一个例子。

在约100kHz时,电容成分的影响变得明显。 在一个范围为10到40kHz,其中晶体振荡器的振荡范围,存在阻抗急剧下降。 晶体振荡器的温度补偿要求采取措施避免这种物业突然变化。 换言之,这种技术以减少芯片的电容分量是必需的。

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