Thermistor adalah salah satu sensor suhu yang paling banyak digunakan dalam dunia elektronika karena sensitivitasnya yang tinggi dan harganya yang terjangkau. Artikel ini membahas thermistor secara lengkap.
Pengertian Thermistor
Thermistor (Thermal Resistor) adalah komponen elektronika yang nilai resistansinya sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Kata “thermistor” berasal dari gabungan kata “thermal” (panas) dan “resistor”.
Thermistor dibuat dari bahan semikonduktor oksida logam seperti mangan, nikel, kobalt, tembaga, atau besi yang dikompres dan disinter pada suhu tinggi.
Jenis-Jenis Thermistor
1. NTC (Negative Temperature Coefficient)
Pada thermistor NTC, resistansi menurun saat suhu naik. Ini adalah jenis yang paling umum digunakan. Karakteristiknya:
- Saat suhu naik → resistansi turun secara eksponensial
- Sensitivitas tinggi pada rentang suhu rendah hingga menengah
- Cocok untuk pengukuran suhu, kompensasi suhu, dan perlindungan sirkuit
2. PTC (Positive Temperature Coefficient)
Pada thermistor PTC, resistansi naik saat suhu naik. Terdapat dua jenis PTC:
- Silistor PTC — Terbuat dari silikon, kenaikan resistansi linier dan bertahap.
- Switching PTC — Terbuat dari barium titanat yang didoping, mengalami kenaikan resistansi drastis pada suhu tertentu (suhu Curie). Sering digunakan sebagai sekering yang dapat direset sendiri (self-resetting fuse).
Prinsip Kerja Thermistor
Prinsip kerja thermistor didasarkan pada fenomena semikonduktor:
- Pada NTC: Saat suhu naik, lebih banyak elektron mendapat energi cukup untuk melompat ke pita konduksi, sehingga konduktivitas meningkat dan resistansi menurun.
- Pada PTC (Switching): Di bawah suhu Curie, material bersifat feroelektrik dengan resistansi rendah. Di atas suhu Curie, struktur kristal berubah, menyebabkan lonjakan resistansi.
Karakteristik Thermistor NTC
Hubungan matematisnya mengikuti persamaan Steinhart-Hart atau yang disederhanakan:
R(T) = R₀ × e^[B × (1/T – 1/T₀)]
Di mana:
- R(T) = resistansi pada suhu T (dalam Kelvin)
- R₀ = resistansi pada suhu referensi T₀ (biasanya 25°C = 298.15 K)
- B = konstanta B material thermistor (biasanya 2000–6000 K)
Simbol Thermistor
Simbol schematic thermistor:
- NTC — Simbol resistor dengan garis diagonal dan huruf “−t°” atau tanda minus kecil
- PTC — Simbol resistor dengan garis diagonal dan huruf “+t°” atau tanda plus kecil
Aplikasi Thermistor
- Pengukuran Suhu — Termometer digital, probe suhu medis, sensor suhu kamar
- Kontrol Suhu — Termostat, pengontrol suhu mesin
- Kompensasi Suhu — Menjaga stabilitas rangkaian terhadap perubahan suhu
- Proteksi Arus Lebih — PTC digunakan sebagai sekering yang dapat direset sendiri pada baterai dan PSU
- Pengukuran Aliran Udara — Sensor MAF (Mass Airflow) pada kendaraan
- Pengisi Baterai — Mendeteksi suhu baterai untuk mencegah pengisian berlebih
Kesimpulan
Thermistor adalah sensor suhu serbaguna yang menawarkan sensitivitas tinggi dengan harga terjangkau. Pemahaman mendalam tentang jenis NTC dan PTC, serta karakteristik dan aplikasinya, akan sangat membantu dalam merancang sistem elektronika yang andal dan efisien.
