Thermistances CTP
Céramiques semi-conducteurs

3.1 Origine de la conductivité

Les thermistances CTP sont des céramiques ferroélectriques et semi-conductrices. Elles présentent une « anomalie » de variation de leur résistance à la température de Curie T _C du matériau correspondant à la température de transition ferro-paraélectrique. Au-dessus de cette température (figure 2), la résistance croît brutalement (de l’ordre de 10 à 100 % / ^oC) puis atteint un maximum avant de diminuer. En d’autres termes, la thermistance passe d’un état conducteur à un état isolant dans un intervalle de quelques dizaines de degrés : elle se comporte comme un fusible à réarmement automatique car le phénomène est réversible.

Ce comportement est dû à la nature ferroélectrique et polycristalline du matériau. En effet, un monocristal de même composition chimique qu’un polycristal ne montre aucune « anomalie de résistance ».

Le saut de résistance ou de résistivité est lié à la présence d’une barrière de potentiel Φ localisée à chaque joint des grains de la céramique. C’est donc une propriété spécifique des matériaux polycristallins. Cette barrière de potentiel est due au piégeage d’électrons libres du matériau semi-conducteur à la surface de chaque cristal (ou grain) de la céramique par des accepteurs générés par chimisorption d’oxygène.

La hauteur de barrière de potentiel s’accroît brutalement au-dessus de la température T _C c’est-à-dire lorsque le matériau passe dans son état paraélectrique. En dessous de T _C les grains sont organisés en domaines ferroélectriques. La charge de polarisation qui en résulte aux interfaces a pour effet de diminuer la hauteur de la barrière de potentiel.

3.2 Technologie

Les thermistances CTP sont préparées industriellement par les méthodes conventionnelles de la céramique (figure 10).

Les...