NTC THERMISTOR는 일반적으로 Mn, Ni, Co, Fe, Cu 등의 천이금속 산화물을 2∼4종 혼합하여 어떤 형상으로 성형한 후에 1100℃ ∼ 1400℃의 고온 소결한 복합산화물 반도체 세라믹스로서 AB2O4의 SPINEL 구조를 형성한다.
AB2O4의 SPINEL 구조를 보면 (NiMn)3O4, (NiMnCo)3O4, (NiMnFeCo)3O4 등의 형태이며 구체적으로는 P형 반도체로 M2M32O42(Ni0.6Mn2.4O4)의 구조를 가지며 전극은 Ag , Pt등이 사용된다.
써미스터의 제조공정은 출발원료 - 혼합 - SPRAY DRYER - 성형 - 소성 - 전극 인쇄 - 1차검사 - SOLDERING - COATING 및 경화 - 마킹 - 검사 - 포장의 순으로 제조된다.
 
 
(1) 무부하 저항치 (ROT)
규정온도에서 전기적인 열방산이 없는 상태에서의 써미스터의 직류저항치 측정시 직류저항치의 변화가 ±0.01% 이내라야 한다.
 
(2) 저항비 (R0T1/R0T2)
임의의 T1,T2 온도에서의 무부하 저항치의 비. 일반적으로 아래 표시된 두 온도에서의 비를 저항비로 표시한다. (R00℃ / R50℃ ), (R25℃/ R85℃), (R25℃ / R125℃)
 
(3) 저항온도계수 (αT)
임의의 측정온도 T에서 써미스터의 저항이 온도 1℃당 어느 정도의 비율로 변화하는가를 나타내는 계수로서 단위는 % / ℃임.
αT : 저항온도계수 (% / ℃)
R : 절대온도 T(K)에서의 저항값(Ω)
β : B정수
 
(4) B정수 (β)
써미스터의 재료정수로서 저항 - 온도 특성에서 임의의 두 온도간 ( T1 , T2 )의 온도에 대한 저항 변화의 크기를 나타내는 정수로서 온도가 증가함에 따라 약간씩 증가하고 재료 및 온도 범위에 따라 차이가 있음. B정수가 크다는 것은 온도에 대한 저항 변화가 크다는 것을 말하며 일반적으로 다음식으로 표현된다.
별도의 지정이 없는한 β값은 0℃와 50℃, 25℃와 85℃혹은 25℃와 125℃ 사이의 값을 규정한다.
B정수는 활성화에너지를 △E, 볼츠만 정수를 K(1.38×10-23 joule/K)라고 하면 β=△E/2k로 나타내며, 재료의 조성이나 소결조건에 의하여 결정된다.
 
(5) 열방산 정수(δ)
임의의 특정 주변온도에서 써미스터로부터 발생하는 열과 이에 의한 써미스터의 온도 변화량과의 비를 말한다. 써미스터에 전류를 인가하면 써미스터가 자기발열을 하여 써미스터 자체의 온도가 상승된다 이때 주위온도 Ta(℃)와 자기발열에 소비된 전력W, 그리고 발열온도 To와의 사이에는 다음의 관계가 성립된다.
여기서 δ를 열방산 정수라 하며, "열평형상태에 있어서 써미스터 자체온도를 자기발열에 의해 1℃ 상승시키는데 필요한 전력" 이라 할 수 있고, 단위는 mW / ℃이다.
δ의 값은 써미스터의 형상, 취부 상태, 주위매체의 종류등에 따라서 결정되며, 별도의 지정이 없는 한 열방산 정수는 측정되고자 하는 써미스터 부피의 1,000배 이상이 되는 항온조 내에서 주위온도 25℃에서 자기열화에 의해 75℃까지 온도 상승시킬 때 필요한 전력량을 온도 상승(△T) 50℃로 나눈 값으로 정한다.
 
(6) 열시정수(τ)
써미스터의 주위온도나 써미스터에 흐르는 전류가 급격히 변했을 경우, 그 변화에 대하여 어느정도의 빠르기로 저항값이 변화하는가를 나타내는 정수로서 주위조건 변화에 대한 열 용량이 작을수록 빨리 응답하여 τ는 짧아진다. 써미스터의 열시정수 τ는 써미스터의 온도가 최초온도(Ti)와 최종온도(Te)차이가 63.2%만큼 처음온도로부터 변화될 때 까지의 소요시 간(t)를 의미하며, 이때의 온도(T)를 식으로 표시하면 다음과 같다.
여기서 τ를 열시정수라함, 이것은 써미스터의 열용량 C와 열방산정수 δ에서 τ=C/δ의 관계가 있음. 위식에서 t와 τ가 같다고 하면,
일반적으로 열시정수는 최대값으로 표시되며, 측정시 열방산과 마찬가지로 주변과의 열 전달 속도에 좌우 되기 때문에 써미스터가 위치하는 곳의 매체나 장착방법이 지정되어야 한다.
 
(7) PEAK VOLTAGE (Vp)
PEAK VOLTAGE란 전류-전압특성에서 전류의 증가에 따라 전압이 최대값을 갖고 감소하기 시작하는 점. 즉 dE/dI가 0이 되는 점을 말한다.
 
(8) 최대 사용온도
최대사용온도란 써미스터의 특성이 안정성을 가지고 장기간 사용할 수 있는 최대온도.
 
(9)최대 전력
써미스터의 특성이 안정성을 가지고 장기간 사용할 수 있는 써미스터의 최대전력.
 
 
(1) 저항-온도 특성
써미스터는 주위 온도의 변화에 대해서 저항치의 변화가 음으로 극히 크고, 그 저항-온도 특성은 반도체 물성론에서 다음식으로 나타낼 수 있다.
R : 절대온도 T(K)에서의 저항값 / R0 : 절대온도 T0(K)에서의 저항값
β : 써미스터의 B점수 / T To : 절대온도 ((K= ℃+273.15)
 
 
여기에서, R 및 Ro는 각각 온도 T 및 To[K]일 때의 저항치를 나타내고, To는 일반적으로 298.15k(℃)를 기준으로 하는 때가 많다. 식(1)에서 알 수 있듯이 InR 과 1/T은, 직선관계를 갖고 직선의 구배가 B정수에 상당하며 B의 값은 다음식으로 나타낼 수 있다.
여기서 R1,R2는 각각 온도 T1, T2에서 측정한 저항치를 나타낸다.
그러나 실제로 사용하는 반도체 재료에 대해서 저항치와 온도의 관계를 실측하면 엄밀히 직선이 되지는 않는다. 따라서 정밀한 온도 특성이 필요한 경우에는, 저항-온도특성으로 다음식과 같이 나타내는 것이 적당하다.
여기에서 A,C 및 D는 재료조성에 의존하는 정수로 그 중에서 C는 양의 값 또는 음의 값을 나타낸다. 또 써미스터의 온도계수α는 다음식에 의해서 정의된다.
따라서 온도계수 곡선 α는 제곱 곡선이어서, T에 의해서 크게 변하여 저온이나 고온이 될 수록 │α│가 커진다.
 
(2)전류-전압 특성
임의의 규정온도에서 써미스터의 전류-전압사이 관계로 매우 적은 전류 범위에서는 써미스터의 자기발열이 작아서 전압이 전류에 비례하여 옴의 법칙을 따라서 직선으로 나타낸다.(E=IR)
그러나 전류가 증가하게 되면 써미스터의 자기발열 현상이 발생하여 써미스터의 온도를 상승시키고, 결국 써미스터의 저항이 감소하게 된다. 이러한 이유로 특정전류에서 전압이 최대값을 갖고 즉 , dE/dI가 계속적 으로 감소하게 되는 것을 말한다.
 
(3)전류-시간 특성
저항의 감소는 써미스터가 자기발열 될 정도의 충분한 전류가 가해져도 즉시에 감소되지 않으며 또 써미스터가 등가회로상에서 여기(EXCIT)될 때 평형 작동상태에 도달하기 전에 반드시 Time Delay 가 발생하게 된다. 이러한 특성을 전류-시간 특성이라 한다. 이러한 특성은 써미스터의 열방산, 열용량과 회로 구성에 의존한다.
 
 
출처: http://www.dscelec.co.kr/k-technical-1.htm?PHPSESSID=898df6f0e940334060d86b0d5930ac97