Wissenswertes zu NTC-Widerstand?

Was ist ein NTC-Widerstand?

NTC-Widerstände sind temperaturabhängige Widerstandsbauelemente, auch Heißleiter oder Thermistoren genannt. Sie verändern ihren elektrischen Widerstand genau umgekehrt wie die verwandten PTC-Widerstände: Ihr Widerstand sinkt mit zunehmender Temperatur, sie besitzen also einen negativen Temperaturkoeffizienten.

NTC-Widerstände werden aus verschiedenen Metalloxiden hergestellt, ihr Grundkörper stellt einen Volumenwiderstand dar. Künstlich eingebaute „Fehlstellen“ im Material, die sogenannte Dotierung, sorgen mit ansteigender Temperatur für eine Erhöhung der Eigenleitfähigkeit.

Heißleiter kehren die bei Metallen im Regelfall gültige physikalische Eigenschaft um, elektrischem Strom mit zunehmender Temperatur immer mehr Widerstand entgegen zu setzen. Technisch macht man sich das auf vielfältige Art zunutze. NTC-Widerstände finden sich in vielen Bereichen der Elektronik und Elektrotechnik. Gründe dafür sind die relativ niedrigen Herstellungskosten, kompakte Bauformen und der große Bereich verfügbarer Widerstands-Nennwerte.

Welche Typen und Bauarten gibt es?

NTC-Widerstände gibt es für verschiedene Einsatzgebiete. Ihre spezifischen Eigenschaften sind auf den jeweiligen Einsatzzweck optimiert. Heißleiter für Messzwecke und zur Temperaturkompensation besitzen eine annähernd lineare und relativ flache Temperatur-Widerstands-Kennlinie. Oft kann so eine aufwändige Linearisierung mittels zusätzlicher elektronischer Schaltungen samt Mikrocontrollern entfallen, zumindest wenn keine sehr hohen Anforderungen an die Messgenauigkeit bestehen. Sollen Einschaltströme begrenzt oder eine Einschaltverzögerung erreicht werden, ist hingegen eine steile Kennlinie erwünscht. Die Linearität spielt dabei entweder eine untergeordnete Rolle oder es ist sogar ein exponentiell ansteigender Verlauf erwünscht.

NTC-Widerstände gibt es als bedrahtete Bauteile in Scheiben- oder Tropfenbauform, sowie eingegossen in Aluminiumbecher zur Befestigung durch Anschrauben. Hierbei kann entweder ein Außengewinde vorhanden sein oder auch eine Metallöse. SMD-Bauformen sind ebenfalls gebräuchlich.

Kaufkriterien für NTC-Widerstände – worauf kommt es an?

Wichtig bei der Auswahl des passenden Heißleiters ist neben dem gewünschten Verlauf der Widerstands-Temperatur-Kennlinie der Nennwiderstand bei Nenntemperatur (RN oder auch TR), der meist für 25 °C spezifiziert ist. Erhältlich sind NTC-Widerstände mit verschiedenen Toleranzen. Für Anwendungen mit erhöhten Genauigkeitsanforderungen sollten Typen bevorzugt werden, die eine geringe Alterung und hohe Langzeitstabilität aufweisen. Beim Einsatz unter erschwerten Umweltbedingungen ist die Beständigkeit des Gehäuses beziehungsweise der Ummantelung zu prüfen, für Flüssigkeiten werden spezielle Bauformen angeboten. Für Messaufgaben und zur Temperaturkompensation soll die Eigenerwärmung des NTC-Thermistors möglichst gering ausfallen, um die Messergebnisse nicht zu verfälschen. Kann der benötigte Messstrom und damit die entstehende Verlustleistung am NTC-Widerstand nicht ausreichend niedrig gehalten werden, dann empfiehlt sich eine größere, belastbarere Bauform mit guter Wärmeabfuhr zu wählen. Der im Datenblatt angegebene zulässige Arbeitsbereich des Heißleiters muss den zu erwartenden Temperaturen im Einsatz mindestens entsprechen. Kalkulieren Sie außerdem die Eigenerwärmung durch entstehende Verlustleistung ein.

Unser Praxistipp: Handling und Verarbeitung von NTC-Widerständen

Auch Heißleiter vertragen nur bestimmte Maximaltemperaturen. Achten Sie beim Lötvorgang auf die gemäß Datenblatt zulässige Löttemperatur- und -dauer, um Beschädigungen der Schutzummantelung oder irreversible Widerstandsabweichungen zu vermeiden. Fließen höhere Ströme, so können sich Heißleiter stark erwärmen. Vermeiden Sie daher den Verbau auf der Platine in der Nähe temperaturempfindlicher Bauteile.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu NTC-Widerständen

Warum ist im Datenblatt keine Spannungsangabe zu finden?

Wie bei vielen "normalen" Widerständen fehlt diese Angabe teilweise. Die Spannungsbelastbarkeit ergibt sich in diesem Fall durch das Produkt aus Spannungsabfall am Heißleiter und dem fließenden Strom, also die maximal zulässige Verlustleistung.

Was versteht man unter Derating?

Die zulässige Verlustleistung in mW oder W ist meist für eine Umgebungstemperatur von 25 °C im Datenblatt spezifiziert. Abweichende Temperaturen oder eine schlechte Wärmeabfuhr führen zu einer Verminderung der nominellen Verlustleistung.

Fazit: So kaufen Sie den passenden NTC-Widerstand

Für Messaufgaben und zur Temperaturkompensation eignen sich Heißleiter mit flacher und linearer Kennlinie. Geht es um Einschaltstrombegrenzung und Verzögerungsschaltungen, sind Typen mit möglichst steiler Kennlinie und einer ausreichend hohen Strombelastbarkeit die richtige Wahl. Sollen Temperaturen von Flüssigkeiten oder Dämpfen erfasst werden, stehen hierfür hermetisch gekapselte Versionen zur Verfügung, die in die Rohr- oder Behälterwandung geschraubt und abgedichtet werden können.

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