熱敏電阻器是電阻值對溫度極為敏感的一種電阻器，也叫半導(dǎo)體熱敏電阻器。它可由單晶、多晶以及玻璃、塑料等半導(dǎo)體材料制成。
熱敏電阻器的特點、特性及其工作原理，統(tǒng)統(tǒng)告訴你
熱敏電阻器是敏感元件的一類按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時電阻值越大負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低它們同屬于半導(dǎo)體器件
熱敏電阻是熱電阻的一種所以說原理都是溫度引起電阻變化 但是現(xiàn)在熱電阻一般都被工業(yè)化了基本是指PT100CU50等常用熱電阻 他兩的區(qū)別是一般熱電阻都是指金屬熱電阻（PT100）等熱敏電阻都是指半導(dǎo)體熱電阻 由于半導(dǎo)體熱電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上能檢測出10-6℃的溫度變化而且電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇所以稱為熱敏電阻
但是熱敏電阻阻值隨溫度變化的曲線呈非線性而且每個相同型號的線性度也不一樣并且測溫范圍比較小所以工業(yè)上一般用金屬熱電阻~也就是我們平常所說的熱電阻而熱敏電阻一般用在電路板里比如像通常所說的可以類似于一個保險絲由于其阻值隨溫度變化大可以作為保護(hù)器使用當(dāng)然這只是一方面它的用途也很多如熱電偶的冷端溫度補償就是靠熱敏電阻來補償 另外由于其阻值與溫度的關(guān)系非線性嚴(yán)重所以元件的一致性很差并不能像熱電阻一樣有標(biāo)準(zhǔn)信號
熱敏電阻的特點
①靈敏度較高其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上能檢測出10-6℃的溫度變化
②工作溫度范圍寬常溫器件適用于-55℃～315℃高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達(dá)到2000℃）低溫器件適用于-273℃～-55℃
③體積小能夠測量其他溫度計無法測量的空隙腔體及生物體內(nèi)血管的溫度
④使用方便電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇⑤易加工成復(fù)雜的形狀可大批量生產(chǎn)
⑥穩(wěn)定性好過載能力強
熱敏電阻的特性
熱敏電阻對熱敏感的半導(dǎo)體電阻其阻值隨溫度變化的曲線呈非線性
熱敏電阻器是敏感元件的一類按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時電阻值越大負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低它們同屬于半導(dǎo)體器件
PPTC熱敏電阻（聚合物正溫度系數(shù)）是由填充炭黑顆粒的聚合物材料制成這種材料具有一定導(dǎo)電能力因而能夠通過額定的電流如果通過熱敏電阻的電流過高它的發(fā)熱功率大于散熱功率此時熱敏電阻的溫度將開始不斷升高同時熱敏電阻中的聚合物基體開始膨脹這使炭黑顆粒分離并導(dǎo)致電阻上升從而非常有效地降低了電路中的電流這時電路中仍有很小的電流通過這個電流使熱敏電阻維持足夠溫度從而保持在高電阻狀態(tài)當(dāng)故障排除之后PPTC熱敏電阻很快冷卻并將回復(fù)到原來的低電阻狀態(tài)這樣又象一只新的熱敏電阻一樣可以重新工作了
熱敏電阻的電阻－溫度特性可近似地用下式表示R=R0exp{B（1/T-1/T0）}R溫度T（K）時的電阻值Ro溫度T0（K）時的電阻值B:B值*T（K）=t（oC）+273.15
實際上熱敏電阻的B值并非是恒定的其變化大小因材料構(gòu)成而異最大甚至可達(dá)5K/°C因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時將與實測值之間存在一定誤差此處若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計算時則可降低與實測值之間的誤差可認(rèn)為近似相等
BT=CT2+DT+E上式中CDE為常數(shù)另外因生產(chǎn)條件不同造成的B值的波動會引起常數(shù)E發(fā)生變化但常數(shù)CD不變因此在探討B(tài)值的波動量時只需考慮常數(shù)E即可常數(shù)CDE的計算常數(shù)CDE可由4點的（溫度電阻值）數(shù)據(jù)（T0R0）（T1R1）（T2R2）and（T3R3）通過式3～6計算首先由式樣3根據(jù)T0和T1T2T3的電阻值求出B1B2B3然后代入以下各式樣
電阻值計算例試根據(jù)電阻－溫度特性表求25°C時的電阻值為5（kΩ）B值偏差為50（K）的熱敏電阻在10°C～30°C的電阻值步驟（1）根據(jù)電阻－溫度特性表求常數(shù)CDETo=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15（2）代入BT=CT2+DT+E+50求BT（3）將數(shù)值代入R=5exp{（BT1/T-1/298.15）}求R*T:10+273.15～30+273.15
熱敏電阻的工作原理
熱敏電阻是一種傳感器電阻熱敏電阻的電阻值隨著溫度的變化而改變與一般的固定電阻不同金屬的電阻值隨植度的升高而增大但半導(dǎo)體則相反它的電阻值隨溫度的升高而急劇減小并呈現(xiàn)非線性在溫度變化相同時熱敏電阻器的阻值變化約為鉛熱電阻的10倍因此可以說熱敏電阻器對溫度的變化特別敏感半導(dǎo)體的這種溫度特性是因為半導(dǎo)體的導(dǎo)電方式是載流子（電子空穴）導(dǎo)電由于半導(dǎo)體中載流子的數(shù)目遠(yuǎn)比金屬中的自由電子少得多所以它的電阻率很大隨著溫度的升高半導(dǎo)體中參加導(dǎo)電的載流子數(shù)目就會增多故半導(dǎo)體導(dǎo)電率就增加它的電阻率也就降低了
熱敏電阻器正是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化這一特性制成的熱敏元件它是由某些金屬氧化物按不同的配方制成的在一定的溫度范圍內(nèi)根據(jù)測量熱敏電阻阻值的變化便可知被測介質(zhì)的溫度變化
將熱敏電阻安裝在電路中使用時熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時動作時間隨著電流的增加而急劇縮短;熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流當(dāng)電路正常工作時熱敏電阻溫度與室溫相近電阻很小串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過;而當(dāng)電路因故障而出現(xiàn)過電流時熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升當(dāng)溫度超過開關(guān)溫度時電阻瞬間會劇增回路中的電流迅速減小到安全值
熱敏電阻將長期處于不動作狀態(tài)當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于c區(qū)時熱敏電阻的散熱功率與發(fā)熱功率接近因而可能動作也可能不動作熱敏電阻在環(huán)境溫度相同時動作時間隨著電流的增加而急劇縮短熱敏電阻在環(huán)境溫度相對較高時具有更短的動作時間和較小的維持電流及動作電流
1ptc效應(yīng)是一種材料具有ptc（positivetemperaturecoefficient）效應(yīng)即正溫度系數(shù)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)
2非線性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)相當(dāng)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(hù)裝置來說非常有用
3高分子ptc熱敏電阻用于過流保護(hù) 高分子ptc熱敏電阻又經(jīng)常被人們稱為自恢復(fù)保險絲（下面簡稱為熱敏電阻）由于具有獨特的正溫度系數(shù)電阻特性因而極為適合用作過流保護(hù)器件熱敏電阻的使用方法象普通保險絲一樣是串聯(lián)在電路中使用
當(dāng)電路正常工作時熱敏電阻溫度與室溫相近電阻很小串聯(lián)在電路中不會阻礙電流通過而當(dāng)電路因故障而出現(xiàn)過電流時熱敏電阻由于發(fā)熱功率增加導(dǎo)致溫度上升當(dāng)溫度超過開關(guān)溫度（ts見圖1）時電阻瞬間會劇增回路中的電流迅速減小到安全值為熱敏電阻對交流電路保護(hù)過程中電流的變化示意圖熱敏電阻動作后電路中電流有了大幅度的降低圖中t為熱敏電阻的動作時間由于高分子ptc熱敏電阻的可設(shè)計性好可通過改變自身的開關(guān)溫度（ts）來調(diào)節(jié)其對溫度的敏感程度因而可同時起到過溫保護(hù)和過流保護(hù)兩種作用如kt16－1700dl規(guī)格熱敏電阻由于動作溫度很低因而適用于鋰離子電池和鎳氫電池的過流及過溫保護(hù)環(huán)境溫度對高分子ptc熱敏電阻的影響 高分子ptc熱敏電阻是一種直熱式階躍型熱敏電阻其電阻變化過程與自身的發(fā)熱和散熱情況有關(guān)因而其維持電流（ihold）動作電流（itrip）及動作時間受環(huán)境溫度影響當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于a區(qū)時熱敏電阻發(fā)熱功率大于散熱功率而會動作當(dāng)環(huán)境溫度和電流處于b區(qū)時發(fā)熱功率小于散熱功率高分子ptc熱敏電阻由于電阻可恢復(fù)因而可以重復(fù)多次使用圖6為熱敏電阻動作后恢復(fù)過程中電阻隨時間變化的示意圖電阻一般在十幾秒到幾十秒中即可恢復(fù)到初始值1.6倍左右的水平此時熱敏電阻的維持電流已經(jīng)恢復(fù)到額定值可以再次使用了面積和厚度較小的熱敏電阻恢復(fù)相對較快而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復(fù)相對較
原標(biāo)題熱敏電阻的特點特性及其工作原理
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