Termistör, NTC, PTC, LDR ve VDR Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Dirençlerin tanımını yaparken, devrelerde akımı sınırlama ve belli bir değere sabitleme görevi gördüğünü belirtmiştik. Ayrıca, yüksek akıma karşı devreyi koruduğunu, akımı/gerilimi bölme işlevine sahip olduğunu ve ısı enerjisi elde etmek için kullanıldığını da ifade etmiştik. Dirençler bu özelliklerinin dışında farklı formlarla da karşımıza çıkmaktadır. Örneğin, bazı dirençler pasif sensör görevini gerçekleştirerek dış ortamdaki fiziksel değişimlere göre bazı kontrolleri sağlamada kolaylıklar sunmaktadır.

Dirençlerin pasif sensör olarak işlev gördüğü formlardan olan Termistörler (NTC, PTC), LDR ve VDR‘yi inceleyelim.

Termistörler (NTC ve PTC) 

Isındığında direnç değeri değişen yarı iletken devre elemanlarına Temistör denir. ‘Therm‘ ve ‘Resistor‘ kelimelerinden türetilmiştir. Özellikle sıcaklık uygulamalarında sıkça kullanılır. Bir sensör görevi gördüğü gibi akımın geçişini ayarlamada da kullanılır.

Sıcaklık değerindeki değişime göre ayar gereken devrelerde kullanılır. Ayrıca sıcaklık ölçümü veya sıcaklık ile ilgili farklı işlemler yapan devrelerde de kullanılmaktadır.

Sıcaklık değişimine karşı gösterdiği hassasiyet, termistörlerin birçok görevi yerine getirmesini sağlar. Böylece birçok algılama ve kontrol çalışmalarında yer alır. Termistörler  PTC ve NTC olmak üzere ikiye ayrılır.

    • PTC: Sıcaklık arttıkça direnç değeri artan termistörlerdir. PTC adını “Positive Temperature Coefficient” ifadesinin kısaltmasından alır. Isıyla doğru orantılı olarak direnç değeri değişir.
    • NTC: Sıcaklık arttıkça direnç değeri azalan termistörlerdir. NTC adını “Negative Temperature Coefficient” ifadesinin kısaltmasından alır. Isıyla ters orantılı olarak direnç değeri değişir.

NTC ve PTC’lerin sıcaklık(K)-direnç değeri(Ω) karakteristik grafiği şöyledir:

NTC ve PTC termistörlerinin devrelerde yer alan sembol gösterimleri şöyledir:

PTC veya NTC termistörünün bir direnç gibi 2 bağlantı ucu bulunur. Multimetre, Ohmmetre kademesine getirilerek, prob’ları yine bir direncin değerini ölçer gibi bu iki uca tutmak gerekir. Oda sıcaklığında PTC/NTC’nin üzerinde bir direnç değeri okumuş olacağız. Ardından PTC/NTC’yi ısıttığınızda direncinde değişim yaşanacaktır. PTC’lerde bu değer artar, NTC için bu değer azalır. Aksi durumda termistör arızalıdır, diyebiliriz.

Yukarıda yer alan görselde, PTC’nin multimetre ile testinde verdiği tepki gösterilmiştir. NTC’lerde ise durum tersidir. Yani sıcaklık arttıkça direnç değeri düşer.

LDR (Foto Direnç)

Direnç değeri ortamın aydınlığında azalan ve karanlıkta ise artan, yarı iletken yapıda elektronik devre elemanına LDR yada Foto Direnç denir. LDR ismini ışık bağımlı direnç anlamına gelen “Light Dependent Resistor” ifadesinin baş harflerinden alır. Üzerine güneş ışığı düştüğünde direnç değeri 5Ω~10Ω seviyelerine kadar azalır. Üzerine ışık düşmediğinde ise direnç değeri 200MΩ gibi yüksek seviyeleri gösterir. LDR’lerin üzerine düşen ışık şiddeti arttıkça, direnç değeri lineer olmayan bir şekilde azalmaktadır. LDR’nin devre şemalarında yer alan sembolü şöyledir:

LDR’lerin ortamdaki ışığın şiddetine göre değişen direnç değeri grafiği ise şöyledir:

LDR’nin yapısında genellikle yarı iletken olarak kadmiyum sülfür (CdS) kullanılır. Yapısı itibariyle yüksek direnç değerine sahip malzemeden üretilen LDR’ler, üzerine düşen enerjili fotonlar değerlik elektron bandında bulunan elektronlara enerjilerini aktarırlar. Böylece bu enerjili elektronların iletken bölgeye geçmelerini sağlarlar.

LDR’ler ışıkla kontrol yapılan elektronik projelerinde ve otomasyon sistemlerinde kullanılır. En çok aydınlatma sektöründe (sokak lambaları vs) kendine yer bulur.

LDR’ler termistörler gibi iki uca sahiptir. LDR’lerin sağlamlık testini gerçekleştirirken multimetreyi ohm kademesine getirmeliyiz. Multimetrenin prop’larını LDR’nin iki ucuna temas ettiririz. Böylece LDR üzerine ışık tutarak, okunan direnç değeri üzerinden sağlamlık tespitini gerçekleştiririz. Özetle LDR’nin ışığı algılayan yüzeyini bir cisimle kapattığınızda sonsuz bir direnç değeri okuyorsanız LDR çalışıyor demektir.

VDR (Gerilime Duyarlı Direnç – Varistör)

VDR’ler, devredeki gerilim dalgalanmalarına karşı korumak için kullanılır. İsmini İngilizce gerilime duyarlı direnç anlamına gelen “Voltage Dependent Resistor” ifadesinin baş harflerinden alır. VDR’nin devrelerdeki sembolü şöyledir:

VDR’ler devreye paralele bağlanır. Gerilim yani voltaj arttığında VDR’nin direnci azaltır. Gerilim düştüğünde ise VDR direncini arttırarak dalgalanmaları sönümler. VDR’ler bu işlemi şu şekilde gerçekleştirir:

Öncelikle VDR gerilimi diye ifade edilen ve ürün üzerinde yazan gerilimin altında VDR hiç akım çekmez. Fakat üzerinde yazan VDR gerilimi aşıldığında direnç özelliği devreye girer. Böylece devreye uygulanan yüksek gerilim sönümlenir. Burada ana hedef devreyi korumaktır. VDR’lere maksimum gerilimin üzerinde bir gerilim verildiğinde patlayabilir.

Aşağıda yer alan grafik, VDR’nin akım-gerilim (Amper-Volt) karakteristiğini göstermektedir:

Grafikte görüldüğü üzere sıkıştırma işlemine kadar gerilime ulaşıldığında, VDR iletken halde değildir. Gerilim ve akım arasında doğrusal bir ilişki olduğunu belirtebiliriz. Bu anda yüksek direnç değeri nedeniyle çok düşük değerli bir kaçak akım VDR’nin içinden geçmektedir.Sıkıştırma geriliminden sonra, iletkenlik durumu VDR’ler tarafından sağlanır. Direncin çok düşük olduğu ve anma geriliminden sonra gerilim sınırlanmaktır. Öte yandan büyük akımın geçiş sağladığını söyleyebiliriz.

Yukarıda yer alan devrede, VDR paralel bağlanmıştır. VDR’ler düşük gerilimde yüksek direnç özelliği gösterdiğinden ötürü, akımı kendi üzerinden geçirmez. Akım devre üzerinden geçer. Yüksek bir gerilim geldiğinde VDR direncini düşürür. Böylece akım bölünür ve devreye fazla akım geçmesini önleyerek, devreyi korur.

Leave your vote

4 points
Upvote Downvote

Comments

0 comments

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir