আপনার স্মার্টফোনটি গ্রাফিক্স-ইনটেনসিভ গেম খেলার সময় অস্বস্তিকরভাবে গরম হয়ে উঠছে কল্পনা করুন। সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিরীক্ষণ ব্যবস্থা ছাড়া, এর সূক্ষ্ম ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির স্থায়ী ক্ষতি হতে পারে। এনটিসি থার্মিস্টরগুলি অতিরিক্ত গরমের হুমকি থেকে ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে রক্ষা করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসাবে কাজ করে। এই নিবন্ধটি সমসাময়িক প্রযুক্তিতে এনটিসি থার্মিস্টরগুলির নীতি, বৈশিষ্ট্য, অ্যাপ্লিকেশন এবং গুরুত্বপূর্ণ কার্যাবলী পরীক্ষা করে।

নেগেটিভ তাপমাত্রা কোয়েফিসিয়েন্ট (NTC) থার্মিস্টর হল অর্ধপরিবাহী উপাদান যার তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। এই বৈশিষ্ট্য তাদের সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা পরিমাপ এবং নিয়ন্ত্রণের জন্য আদর্শ করে তোলে। এনটিসি থার্মিস্টরগুলি সাম্প্রতিক উদ্ভাবন নয়—তাদের ইতিহাস ১৮৩৩ সাল পর্যন্ত বিস্তৃত, যখন মাইকেল ফ্যারাডে সিলভার সালফাইড সেমিকন্ডাক্টর নিয়ে গবেষণা করার সময় এই ঘটনাটি আবিষ্কার করেন। যাইহোক, বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনগুলি ১৯৩০-এর দশকে স্যামুয়েল রুবেনের কাজের মাধ্যমে শুরু হয়েছিল।

যেসব ধাতুর তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়, তাদের থেকে ভিন্ন, এনটিসি থার্মিস্টরগুলি তাপমাত্রা এবং প্রতিরোধের মধ্যে একটি বিপরীত সম্পর্ক দেখায়। এই অনন্য আচরণটি সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের ইলেকট্রন পরিবাহিতা প্রক্রিয়া থেকে উদ্ভূত হয়েছে:

• ধাতু: তাপমাত্রা বৃদ্ধি ল্যাটিস কম্পন বাড়ায়, যা মুক্ত ইলেকট্রন চলাচলকে বাধা দেয় এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।
• সেমিকন্ডাক্টর: উচ্চ তাপমাত্রা ভ্যালেন্স থেকে কন্ডাকশন ব্যান্ডে আরও বেশি ইলেকট্রনকে উত্তেজিত করে, যা চার্জ ক্যারিয়ার বৃদ্ধি করে। যদিও ল্যাটিস কম্পনগুলিও ক্যারিয়ার চলাচলকে বাধা দেয়, তবে ক্যারিয়ার ঘনত্বের প্রভাব প্রভাবশালী হয়, যা প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে।

সেমিকন্ডাক্টরগুলির সংকীর্ণ ব্যান্ডগ্যাপ ইলেকট্রনগুলিকে ব্যান্ডের মধ্যে আরও সহজে স্থানান্তরিত করতে দেয়। তাপমাত্রা বৃদ্ধি ইলেকট্রনগুলিকে এই ফাঁকটি অতিক্রম করার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি সরবরাহ করে, যা পরিবাহী ক্যারিয়ারকে বাড়িয়ে তোলে এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা কমায়।

প্রতিরোধ-তাপমাত্রার সম্পর্ক এই সূত্রটি অনুসরণ করে:

যেখানে:

• R: তাপমাত্রা T-তে প্রতিরোধ ক্ষমতা
• R₀: তাপমাত্রা T₀-তে রেফারেন্স প্রতিরোধ ক্ষমতা (সাধারণত ২৫°C)
• B: উপাদান ধ্রুবক (B-মান) যা তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা নির্দেশ করে
• T: পরম তাপমাত্রা (কেলভিন)
• T₀: রেফারেন্স তাপমাত্রা (কেলভিন)

এনটিসি থার্মিস্টরগুলি সাধারণত প্রতি °C-এ ৩%-৫% প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিবর্তন দেখায়, যা ক্ষুদ্র তাপমাত্রা পরিবর্তনের সুনির্দিষ্ট সনাক্তকরণের জন্য সক্ষম করে।

এনটিসি থার্মিস্টরগুলি প্রধানত ট্রানজিশন মেটাল অক্সাইড সিরামিক (ম্যাঙ্গানিজ, নিকেল, কোবাল্ট, আয়রন, কপার অক্সাইড) দ্বারা গঠিত। নির্মাতারা উপাদান গঠন এবং সিন্টারিং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে প্রতিরোধের মান, B-মান এবং তাপমাত্রা সহগ সমন্বয় করেন।

উত্পাদন প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে:

1. উপাদান আনুপাতিককরণ
2. বল মিলিং
3. গ্রানুলেশন
4. গঠন (প্রেস করা, এক্সট্রুশন)
5. উচ্চ-তাপমাত্রা সিন্টারিং
6. ইলেক্ট্রড প্রয়োগ
7. এনক্যাপসুলেশন (প্লাস্টিক/গ্লাস/ধাতু)
8. পরীক্ষা এবং স্ক্রিনিং

সাধারণ এনটিসি থার্মিস্টর প্রকারগুলির মধ্যে রয়েছে:

• চিপ-টাইপ (সারফেস-মাউন্টযোগ্য)
• লিড-টাইপ (ঐতিহ্যবাহী পিসিবি মাউন্টিং)
• এপোক্সি-এনক্যাপসুলেটেড (আর্দ্রতা-প্রতিরোধী)
• গ্লাস-এনক্যাপসুলেটেড (উচ্চ-তাপমাত্রা স্থিতিশীল)
• এসএমডি (স্বয়ংক্রিয়তা-বান্ধব)

প্রধান পরামিতি:

• নমিনাল প্রতিরোধ ক্ষমতা (সাধারণত ২৫°C-এ)
• B-মান (তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা)
• প্রতিরোধ ক্ষমতা সহনশীলতা
• অপারেটিং তাপমাত্রা পরিসীমা
• সর্বোচ্চ পাওয়ার রেটিং
• থার্মাল টাইম কনস্ট্যান্ট (প্রতিক্রিয়া গতি)

এনটিসি থার্মিস্টরগুলি বিভিন্ন শিল্পে গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে:

• থার্মোমিটার
• HVAC সিস্টেম
• রেফ্রিজারেটর/ওভেন
• ওয়াটার হিটার

• পাওয়ার সাপ্লাই (ইনরাশ কারেন্ট সীমাবদ্ধতা)
• মোটর সুরক্ষা
• আলোর ব্যবস্থা

• সার্কিট স্থিতিশীলতা
• সেন্সর নির্ভুলতা বৃদ্ধি

• ইঞ্জিন/ব্যাটারি তাপমাত্রা নিরীক্ষণ
• জলবায়ু নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা

• স্মার্টফোন/ট্যাবলেট থার্মাল ম্যানেজমেন্ট
• ল্যাপটপ ফ্যান নিয়ন্ত্রণ

স্মার্টফোনগুলিতে, এনটিসি থার্মিস্টরগুলি গুরুত্বপূর্ণ তাপীয় নিরীক্ষণ করে:

• ব্যাটারি সুরক্ষা: যখন তাপমাত্রা নিরাপত্তা থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে তখন চার্জের হার হ্রাস করে
• প্রসেসর ব্যবস্থাপনা: তাপীয় ওভারলোডের সময় ক্লক স্পিড থ্রোটলিং শুরু করে
• চার্জিং নিয়ন্ত্রণ: চরম তাপমাত্রা পরিস্থিতিতে চার্জিং স্থগিত করে

• ছোট ডিভাইসের জন্য ক্ষুদ্রাকরণ
• গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উন্নত নির্ভুলতা
• কঠিন পরিবেশের জন্য উন্নত নির্ভরযোগ্যতা
• স্মার্ট মনিটরিংয়ের জন্য মাইক্রোপ্রসেসরের সাথে ইন্টিগ্রেশন
• বিস্তৃত স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশন

এনটিসি থার্মিস্টরগুলি আধুনিক প্রযুক্তিতে অপরিহার্য, গৃহস্থালীর সরঞ্জাম থেকে শুরু করে উন্নত স্বয়ংচালিত সিস্টেম পর্যন্ত। ছোট, আরও সুনির্দিষ্ট এবং বুদ্ধিমান ডিজাইনের দিকে তাদের বিবর্তন ক্রমবর্ধমান অত্যাধুনিক ইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নির্ভরযোগ্য তাপীয় সমাধান সরবরাহ করতে থাকে।