サーミスタとは？『種類』や『用途』などを解説！

この記事では『サーミスタ』について

サーミスタとは
サーミスタの種類
NTCサーミスタ、PTCサーミスタ、CTRサーミスタの説明

などを図を用いて分かりやすく説明するように心掛けています。ご参考になれば幸いです。

サーミスタとは

サーミスタは、温度が変わると抵抗値が変化する電子部品です。

この特性を利用して『温度を検出するセンサ』に用いられています。例えば、「電子体温計のように温度を測定するもの」や「スマホなどの内部温度の加熱検知用」など私たちの身の回りにある様々な製品にサーミスタが使われています。

また、サーミスタにはリードタイプやチップタイプなど様々な形状があります。

補足

サーミスタは英語では「Thermistor」と書きます。
Thermistor(サーミスタ)という名称は英語のThermal(温度)とresistor(抵抗)の混合語です。

サーミスタの種類・分類

サーミスタは抵抗値の変化の仕方によって、以下の3種類に分類することができます。

NTCサーミスタ

温度が上昇すると、抵抗値が緩やかに減少するサーミスタ。

PTCサーミスタ

ある温度を超えると、温度の上昇に対して急激に抵抗値が増加するサーミスタ。

CTRサーミスタ

ある温度を超えると、温度の上昇に対して急激に抵抗値が減少するサーミスタ。

この中で最も一般的なサーミスタはNTCサーミスタとなります。次にPTCサーミスタです。CTRサーミスタはNTCサーミスタやPTCサーミスタほど一般的ではありません。

NTCサーミスタ

NTCサーミスタは、温度が上昇すると、抵抗値が緩やかに減少するサーミスタです。ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、鉄(Fe)などの酸化物を混合して焼結させたセラミックスが材料となります。

NTCサーミスタのNTCはNegative Temperature Coefficient(負の温度係数)の頭文字となります。「負の温度係数」という名の通り、温度の上昇によって抵抗値が減少するということが分かります。

NTCサーミスタの用途

NTCサーミスタは温度を検出するセンサ以外にも、電源回路の突入電流防止用や温度補償用にも使われています。

NTCサーミスタの式とB定数

周囲温度\(T_0{\mathrm{[K]}}\)の時のNTCサーミスタの抵抗値を\(R_0{\mathrm{[{\Omega}]}}\)とすると、周囲温度\(T{\mathrm{[K]}}\)の時のNTCサーミスタの抵抗値\(R{\mathrm{[{\Omega}]}}\)は次式で表すことができます。

\begin{eqnarray}
R&=&R_0e^\left\{\displaystyle{B}\left(\displaystyle\frac{1}{T}-\displaystyle\frac{1}{T_0}\right)\right\}\\
\\
{\Leftrightarrow}B&=&\frac{{\ln}\left(\displaystyle\frac{R}{R_0}\right)}{\displaystyle\frac{1}{T}-\displaystyle\frac{1}{T_0}}
\end{eqnarray}

このように、NTCサーミスタは温度と抵抗値の関係を簡単な近似式で表すことができます。

また、上式の\(B\)はB定数と呼ばれ、サーミスタ毎にそれぞれ異なります。B定数は温度変化に対するサーミスタの抵抗値変化の傾きを示しており、B定数が大きいほど温度変化に対する感度が高くなります。