PTC熱敏電阻

PTC（是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料，可專門用作恒定溫度傳感器．該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結(jié)體，其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進(jìn)行原子價(jià)控制而使之半導(dǎo)化，常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡稱為半導(dǎo)（體）瓷；同時(shí)還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物，采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化，從而得到正特性的熱敏電阻材料．其溫度系數(shù)及居里點(diǎn)溫度隨組分及燒結(jié)條件（尤其是冷卻溫度）不同而變化

鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)起因于粒界（晶粒間界）．對于導(dǎo)電電子來說，晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)勢壘．當(dāng)溫度低時(shí)，由于鈦酸鋇內(nèi)電場的作用，導(dǎo)致電子極容易越過勢壘，則電阻值較?。?dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度（即臨界溫度）附近時(shí)，內(nèi)電場受到破壞，它不能幫助導(dǎo)電電子越過勢壘．這相當(dāng)于勢壘升高，電機(jī)熱敏電阻，電阻值突然增大，產(chǎn)生PTC效應(yīng)．鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢壘模型，它們分別從不同方面對PTC效應(yīng)作出了合理解釋．

實(shí)驗(yàn)表明，在工作溫度范圍內(nèi)，PTC熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似用實(shí)驗(yàn)公式表示：

RT=RT0expBp（T-T0）

式中RT、RT0表示溫度為T、T0時(shí)電阻值，貼片熱敏電阻，Bp為該種材料的材料常數(shù)．

PTC效應(yīng)起源于陶瓷的粒界和粒界間析出相的性質(zhì)，并隨雜質(zhì)種類、濃度、燒結(jié)條件等而產(chǎn)生顯著變化．近，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，進(jìn)入實(shí)用化的熱敏電阻中有利用硅片的硅溫度敏感元件，這是體型且精度高的PTC熱敏電阻，由n型硅構(gòu)成，因其中的雜質(zhì)產(chǎn)生的電子散射隨溫度上升而增加，從而電阻增加

普通電阻器的阻值受溫度變化影響很小，但是熱敏電阻器完全不同，熱敏電阻，它的阻值隨溫度的變化而變化，是一種用溫度控制電阻阻值大小的元件。

熱敏電阻器外形、種類、符號

熱敏電阻器有很多種形狀，如球形、桿狀、管形、圓圈形等。

熱敏電阻器種類：正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）。PTC熱敏電阻器的阻值隨著溫度升高而增大，NTC熱敏電阻器的阻值隨著溫度升高而減小。目前應(yīng)用廣泛的是NTC熱敏電阻器。

熱敏電阻器的圖形符號：在一個(gè)普通電阻器符號基礎(chǔ)上加一個(gè)箭頭和字母，與普通電阻器區(qū)分。

電路中，R2為PTC熱敏電阻器，用來檢測開水溫度；A1采用二輸入四與非門CMOS集成電路C066，它的內(nèi)電路中設(shè)有4個(gè)與非門，為數(shù)字CMOS集成電路；B為蜂鳴器，在得到驅(qū)動(dòng)信號后發(fā)出蜂鳴聲；S1為電源開關(guān)。集成電路A1的14腳為電源引腳，7為接地引腳，R3、C1和A1內(nèi)部的兩個(gè)與非門構(gòu)成一個(gè)1000Hz左右的音頻振蕩器，其6腳為集成電路輸出引腳；13腳為控制引腳，當(dāng)13腳為低電平時(shí)集成電路A1內(nèi)部振蕩器不工作，6腳無信號輸出；當(dāng)13腳為高電平時(shí)，集成電路內(nèi)電路振蕩器工作，6腳輸出信號驅(qū)動(dòng)蜂鳴器B發(fā)出聲音。

NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在100~1500000歐姆，溫度系數(shù)-2%~-5%。外觀形狀一般有引線型、片狀型等

熱敏電阻用于溫度監(jiān)測

鋰離子電池的接口一般有三根線，分別為：正，負(fù)，NTC。在鋰電池內(nèi)部搭載的NTC熱敏電阻就是用來監(jiān)控電池正常使用過程中以及充電時(shí)的溫度。電池溫度上升時(shí)，NTC熱敏電阻溫度也會(huì)隨之上升，從而電阻值會(huì)下降，當(dāng)超過上限充電溫度時(shí)，充電控制IC將會(huì)停止充電。如果設(shè)備要進(jìn)行銷售到國外的安規(guī)認(rèn)證，有些文件中明確指出，鋰電子組必須帶有NTC溫度監(jiān)測才行。

熱敏電阻具有阻值和溫度之間呈相關(guān)性的特點(diǎn)，廣泛用于各種電子設(shè)備中。在使用熱敏電阻時(shí)，需要考慮是選擇PTC還是選擇NTC。由于溫度和阻值之前呈現(xiàn)非線性的特點(diǎn)，如果用在測溫時(shí)，往往需要考慮到它自身的B值，以及線性擬合的方法。