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熱敏電阻工作原理

熱敏電阻的基本電氣特性是其電阻值隨溫度變化而改變,熱敏電阻自身溫度會隨周圍溫度或電流通過熱敏電阻而導(dǎo)致的自熱而改變。如在溫度測量、控制和補償?shù)膽?yīng)用中,要求熱敏電阻自耗功率維持在最小,免得引起自熱。當(dāng)周圍溫度保持不變時,熱敏電阻的阻值是熱敏電阻自耗功率的函數(shù),此時熱敏電阻溫度升高到高于環(huán)境溫度。

在有些工作條件下,溫度可升高100~200℃電阻可降至低電流條件下電阻值的千分之在有些應(yīng)用領(lǐng)域可利用熱敏電阻自身加熱特性。在自熱狀態(tài)下,熱敏電阻對改變熱敏電阻的熱傳導(dǎo)率的任何條件都是熱敏感的,如果散熱速率可理想地固定不變,則熱敏電阻對功率輸入是敏感的,因而,熱敏電阻適合于電壓電平或功率電平控制場合。

一、正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理

時恒電子PTC熱敏電阻器

正溫度系數(shù)熱敏電阻以鈦酸鋇(BaTiO3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫?zé)Y(jié)而成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,但摻人適量的稀土元素如(La)和鈮(Nb)等以后,變成了半導(dǎo)體材料,被稱半導(dǎo)體化鈦酸鋇。它是一種多晶體材料,晶粒之間存在著晶粒界面,對于導(dǎo)電電子而言,晶粒間界面相當(dāng)于一個位壘。

當(dāng)溫度低時,由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,導(dǎo)電電子可以很容易越過位壘,所以電阻值較小;當(dāng)溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度,此元件的“溫度控制點”一般為鈦酸鋇的居里點,為120℃)時,內(nèi)電場受到破壞,不能幫助導(dǎo)電電子越過位全,所以表現(xiàn)為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達(dá)居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,具有恒溫、調(diào)溫和自動控溫的功能,只發(fā)熱,不發(fā)紅,無明火,不易燃燒,可應(yīng)用于交、直流電壓（3~440V）場合，使用壽命長，非常適用于電動機等電器裝置的過熱檢測。

一種材料具有PTC效應(yīng)僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加,如大多數(shù)金屬材料都具有PTC效應(yīng)。在這些材料中,PTC效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增加而線性增加,這就是通常所說的線性PTC效應(yīng)。經(jīng)過相變的材料會呈現(xiàn)出電阻沿狹窄溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個至十幾個數(shù)量級的現(xiàn)象,即非線性PTC效應(yīng)。多種類型的導(dǎo)電聚合體會呈現(xiàn)出這種效應(yīng),如高分子PTC熱敏電阻。

這些導(dǎo)電聚合體對于制造過電流保護裝置來說非常有用。

PTC熱敏電阻在-40~250℃區(qū)域內(nèi)保持阻一溫的線性變化，從而簡化電路。目前，普遍的PTC正溫度熱敏電阻的阻溫特性的突變性的，線性區(qū)域很窄，通常用于電路的過流保護，不能用于溫度檢測、溫度補償電路。

二、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理

NTC熱敏電阻器

NTC泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件,所謂NTC熱敏電阻就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是以氧化錳、氧化鉆、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì),完全類似于儲、硅晶體材料,體內(nèi)的載流子(電子和空穴)數(shù)目少,電阻較高;溫度升高,體內(nèi)載流子數(shù)目增加,自然電阻值降低。NTC熱敏電阻在室溫下的變化范圍在100~100000,Ω溫度系數(shù)為一2%6.5%。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻類型很多,按溫度范圍分為低溫(-60~300℃)、中溫(300-600℃、高溫(>600℃)三種,有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、壽命長、價格低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于需要定點測溫的溫度自動控制電路,如冰箱、空調(diào)、溫室等的溫控系統(tǒng)。

時恒NTC熱敏電阻測量

南京時恒電子科技有限公司為中國電子元件行業(yè)協(xié)會（CECA）理事單位、中電元協(xié)敏感元器件與傳感器分會常務(wù)理事單位，中國電源學(xué)會會員單位，《電子元件與材料》常務(wù)理事單位。公司為“國家高新技術(shù)企業(yè)”，“江蘇省民營科技企業(yè)”。建有經(jīng)江蘇省科學(xué)技術(shù)廳批準(zhǔn)的“江蘇省NTC熱敏陶瓷材料工程技術(shù)研究中心”，授權(quán)和受理專利42件，其中發(fā)明專利15件，具有很強的研發(fā)實力。

2018年11月26日，作為被評選的“南京市優(yōu)秀民營企業(yè)”100家之一， 受到南京市市委、市政府表彰。