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バリスタとサーミスタ ばりすたとさーみすた

4アマ 3アマ

条件で抵抗値が大きく変わる抵抗器。バリスタはある電圧を超えると急に電流を通し、雷などの異常電圧(サージ)から機器を守る。サーミスタは温度で抵抗値が変わり、温度の検出や補償に使う。

試験ではここ

3アマで「加える電圧により静電容量が変化することを利用するもの」の答えはバラクタダイオードで、バリスタは誤りの肢。名前が似ていて取り違えを誘う。バリスタ=電圧で抵抗が変わる、バラクタ=電圧で容量が変わる。

ふつうの抵抗器は値が一定ですが、わざと値が変わるように作った抵抗器があります。電圧で変わるのがバリスタ、温度で変わるのがサーミスタです。どちらも 2 本足の小さな部品です。

円板形で 2 本足のバリスタと、小さな玉形のサーミスタの見た目と、抵抗の長方形に折れた斜め線を重ね、そばに U とθを添えた図記号を並べた図
見た目と図記号。抵抗の長方形に、値が変わることを示す折れた斜め線

2 つの違い

  • バリスタ 電圧で抵抗が変わる。ふだんはほとんど電流を流さず、決まった電圧(バリスタ電圧)を超えると急に流す。電源線や通信線に並列に入れ、雷サージを逃がす
  • サーミスタ(NTC) 温度が上がると抵抗が下がる。温度計、トランジスタ回路の温度補償に使う
  • サーミスタ(PTC) ある温度を超えると抵抗が急に上がる。過電流の保護に使う
左はバリスタの電圧と電流のグラフで、バリスタ電圧までは電流がほぼ 0、超えると急に増える。右は NTC サーミスタの温度と抵抗のグラフで、温度が上がると抵抗が下がる曲線
バリスタは電圧で、サーミスタは温度で、抵抗が大きく変わる
NTC サーミスタの温度特性
R = R_0 \exp\!\left\{ B\left(\dfrac{1}{T} - \dfrac{1}{T_0}\right)\right\}

R₀ は基準温度 T₀ での抵抗、T は絶対温度〔K〕、B は部品ごとの定数(B 定数)。T が上がると R は下がる

数値例です。25〔℃〕で 10〔kΩ〕、B=3,435 のサーミスタは、50〔℃〕で約 4.1〔kΩ〕に下がります。バリスタは、AC100〔V〕(最大値約 141〔V〕)の電源線なら、それより高いバリスタ電圧のものを選び、ふだんは電流を流さないようにします。

典型問題の解き方(名前の取り違え)

3アマ CBT例題 No.1 問18。「(1) 加える電圧により静電容量が変化することを利用するものは[A]。(2) 逆方向電圧である電圧で電流が急激に流れ電圧がほぼ一定となるのは[B]ダイオードで、図記号は[C]」

  1. A 容量が変わるのはバラクタダイオード(可変容量ダイオード)。バリスタは抵抗が変わる部品なので誤り
  2. B 逆方向の降伏で電圧一定はツェナー。トンネルダイオードは負性抵抗の素子
  3. C カソードの棒の両端が折れ曲がった図2がツェナーの記号
  4. 答え A:バラクタダイオード B:ツェナー C:図2
ひっかけ

バリスタ(varistor)=電圧で抵抗が変わる、バラクタ(varactor)=電圧で容量が変わる。どちらも「電圧で変わる」ので名前で選ばず、何が変わるか(抵抗か容量か)で見分けます。

先生の挿絵。電圧で静電容量が変わるのはバリスタだと思う受験生
容量が変わるのはバラクタ、バリスタは抵抗

この用語を押さえる問題

3アマ ・ 日本無線協会 CBT例題 無線工学 No.1 問18

次の記述の[ ]内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。 (1) 加える電圧により、静電容量が変化することを利用するものは、[A]である。 (2) 逆方向電圧を加えると、ある電圧で電流が急激に流れ、電圧がほぼ一定となることを利用するものは、[B]ダイオードであり、図...

正答: A:バラクタダイオード B:ツェナー C:図2

逆電圧で空乏層の厚さが変わり静電容量が変化するのがバラクタ(可変容量)ダイオード。逆方向の降伏電圧で電圧が一定になるのがツェナー(定電圧)ダイオードで、カソード側の棒が折れ曲がった図2が図記号である。

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問われた問題 1

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