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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致的自熱而改變。如在溫度測量、控制和補償的應用中,要求熱敏電阻自耗功率維持在最小,免得引起自熱。當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,此時熱敏電阻溫度升高到高于環境溫度。

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用領域可利用熱敏電阻自身加熱特性。在自熱狀態下,熱敏電阻對改變熱敏電阻的熱傳導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、正溫度系數熱敏電阻的工作原理

時恒電子PTC熱敏電阻器

正溫度系數熱敏電阻以鈦酸鋇(BaTiO3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫燒結而成。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,變成了半導體材料,被稱半導體化鈦酸鋇。它是一種多晶體材料,晶粒之間存在著晶粒界面,對于導電電子而言,晶粒間界面相當于一個位壘。

當溫度低時,由于半導體化鈦酸鋇內電場的作用,導電電子可以很容易越過位壘,所以電阻值較小;當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,內電場受到破壞,不能幫助導電電子越過位全,所以表現為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,具有恒溫、調溫和自動控溫的功能,只發熱,不發紅,無明火,不易燃燒,可應用于交、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效應僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加,如大多數金屬材料都具有PTC效應。在這些材料中,PTC效應表現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。經過相變的材料會呈現出電阻沿狹窄溫度范圍內急劇增加幾個至十幾個數量級的現象,即非線性PTC效應。多種類型的導電聚合體會呈現出這種效應,如高分子PTC熱敏電阻。

這些導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℃區域內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、負溫度系數熱敏電阻的工作原理

NTC熱敏電阻器

NTC泛指負溫度系數很大的半導體材料或元器件,所謂NTC熱敏電阻就是負溫度系數熱敏電阻。負溫度系數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體性質,完全類似于儲、硅晶體材料,體內的載流子(電子和空穴)數目少,電阻較高;溫度升高,體內載流子數目增加,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溫度系數為一2%6.5%。負溫度系數熱敏電阻類型很多,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、穩定性好、響應快、壽命長、價格低等優點,廣泛應用于需要定點測溫的溫度自動控制電路,如冰箱、空調、溫室等的溫控系統。

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協會（CECA）理事單位、中電元協敏感元器件與傳感器分會常務理事單位，中國電源學會會員單位，《電子元件與材料》常務理事單位。公司為“國家高新技術企業”，“江蘇省民營科技企業”。建有經江蘇省科學技術廳批準的“江蘇省NTC熱敏陶瓷材料工程技術研究中心”，授權和受理專利42件，其中發明專利15件，具有很強的研發實力。

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