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RÉSUMÉ
L'article expose les performances de composants céramiques semi-conducteurs appartenant à la catégorie des résistances non-linéaires, dont la valeur de résistance varie avec la température. Deux types de composants sont présentés: -les thermistances à coefficient de température négatif (CTN). -les thermistances à coefficient de température positif (CTP). Pour chaque catégorie de composants, l'article traitera des propriétés physico-chimiques des matériaux utilisés, du mode d'élaboration des poudres et des capteurs céramiques, de leurs caractéristiques électriques et enfin de l'utilisation de ces composants dans les différents secteurs de l'industrie. Une section sera également consacrée à l'évolution des composants céramiques en fonction des exigences actuelles des circuits électroniques et des nouvelles applications.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Alain BEAUGER : Docteur en chimie-physique, Ingénieur en R à TPC AVX Corporation, Dijon, France
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Alain LAGRANGE : Doctorat de 3e cycle Électronique, ancien Responsable marketing Recherches et développement à Thomson-LCC, Dijon, France
INTRODUCTION
Les résistances non linéaires appartiennent à la famille des composants électroniques passifs et sont utilisées, de par leurs propriétés uniques, dans de nombreux domaines de l’électronique. Elles sont caractérisées par leur grande sensibilité à la température, inconvénient majeur pour les composants électroniques, mais défaut exploité et même renforcé dans le cas des résistances non linéaires.
Elles sont utilisées en tant qu’éléments de protection série des circuits électroniques, limiteurs de courant, détecteurs et régulateurs de température, éléments chauffants, etc.
Les propriétés particulières de ces semi-conducteurs polycristallins sont principalement liées soit aux caractéristiques intrinsèques des cristallites (thermistance à coefficient de température négatif) soit aux caractéristiques des joints de grains (thermistances à coefficient de température positif).
Cet article permet de résumer les principales propriétés des thermistances céramiques et de montrer que les développements récents dans les domaines de la technologie des poudres et des méthodes de mise en forme sont applicables à ce type de composants afin de les insérer dans des applications électroniques performantes.
La demande toujours croissante de ces composants est due à leur faible coût, leur simplicité de montage et leur sensibilité thermique. L’évolution technique actuelle est orientée vers la miniaturisation, et plus particulièrement la présentation de ces composants sous forme de « chips » adaptés à la technologie de report en surface sur circuits imprimés.
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- Version archivée 1 de févr. 1997 par Alain LAGRANGE
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4. Conclusion
L’intégration des thermistances dans les circuits électroniques, oriente les industriels vers une miniaturisation de plus en plus poussée, des chips, des multicouches, et des plaquettes, : les formats multicouches peuvent atteindre des dimensions encore jamais atteintes (par exemple des multicouches de 0,6 × 0,3 mm) :
La précision et la sensibilité des thermistances CTN vont s’accroître, l’intégration dans des volumes de plus en plus réduits est possible.
Les thermistances CTP seront utilisées comme protection, contre les surintensités et les augmentations de température néfastes aux circuits
Les nouveaux diagrammes permettront d’utiliser ces composants dans des classes de températures élevées (motorisation électrique, moteurs thermiques), avec des fiabilités satisfaisantes du fait de la nature du matériau céramique (stabilité aux chocs, en vibration), et ce pour de faibles coûts.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CAFFIN (J.P.), ROUSSET (A.), CARNET (R.), LAGRANGE (A.) - Chemical preparation of NTC thermistors with low resistivity and high stability - , High Tech Ceramics. Elsevier (1987).
-
(2) - LAGRANGE (A.) - Conception of electronic ceramics in relation to their functional reliability : Applications to multilayer ceramic capacitors and semiconductor ceramics, - Materials Science and Engineering. A 109, p. 113-119 (1989).
-
(3) - PROHAMMER (M.), ZETTL (F.), et ZODL (H.) - Nonlinear resistors in multilayer technology - Carts Europe (1992).
-
(4) - ROUSSET (A.), LEGROS (R.), et LAGRANGE (A.) - Recent progress in the fabrication of ceramic negative temperature coefficient thermistors - , Journal of European Ceramic Society 13.
-
(5) - HOUIVET (D), BERNARD (J), HAUSSONNE (J-M) - High temperature NTC ceramic resistors (ambient-1000°C) LUSAC - , Journal of the European Ceramic Society 24 (2004) 1237-1241.
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Liste des fabricants industriels dans le monde (liste non exhaustive) L
Betatherm http://www.betatherm.com/
Epcos http://www.epcos.com/
Murata http://www.murata.com/
Vishay http://www.vishay.com/
Shibaura http://www.shibaura.com/
Mitsubishi http://www.mitsubishielectric.fr/
Watlow http://www.watlow.fr/
Joyin http://www.joyin.com.tw/lan_en/xv
Thermik http://www.thermik.de/
General Electric http://www.ge.com
Elpro http://www.elpro.com/
Ephy-Mess http://www.ephy-mess.de/
Minco http://www.minco.com/
AdSem, Inc http://www.adsem.com/
Omega http://[email protected]
Fluke http://www.fluke.com/fluke/frfr/home/default.htm
Euroswitch http://www.euroswitch.it/
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