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等氧化物進行原子價控制而使之半導化，常將這種半導體化的BaTiO3等材料簡稱為半導（體）瓷；同時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、高溫燒結(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導化，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

　　鈦酸鋇半導瓷的PTC效應起因于粒界（晶粒間界）．對于導電電子來說，晶粒間界面相當于一個勢壘．當溫度低時，由于鈦酸鋇內(nèi)電場的作用，導致電子極容易越過勢壘，則電阻值較?。敎囟壬叩骄永稂c溫度（即臨界溫度）附近時，內(nèi)電場受到破壞，它不能幫助導電電子越過勢壘．這相當于勢壘升高，電阻值突然增大，負溫度系數(shù)熱敏電阻工廠，產(chǎn)生PTC效應．鈦酸鋇半導瓷的PTC效應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效應作出了合理解釋．

　　實驗表明，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驗公式表示：

　　RT=RT0expBp（T-T0）

　　式中RT、RT0表示溫度為T、T0時電阻值，Bp為該種材料的材料常數(shù)．

　　PTC效應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，ntc負溫度系數(shù)熱敏電阻，進入實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

1、功率型NTC熱敏電阻的R25阻值的選擇。

電路允許的大啟動電流值決定了功率型NTC熱敏電阻的阻值。

假設電源額定輸入為220VAC，內(nèi)阻為1Ω，允許的大啟動電流為60A，那么選取的功率型NTC在初始狀態(tài)下的阻值為：Rmin=（220×1.414/60）-1=4.2（Ω）

針對此應用我們建議選用功率型NTC熱敏電阻的R25阻值≧4.2Ω。

2、功率型NTC熱敏電阻的大穩(wěn)態(tài)電流的選擇。

大穩(wěn)態(tài)電流的選用的原則應該滿足：電路實際工作電流 < 功率型NTC熱敏電阻的大穩(wěn)態(tài)電流。

很多電源是寬電壓設計（AC 85V-264V），但產(chǎn)品的功率是固定的，因此要注意在低電壓輸入時，工作電流要比高電壓輸入時高許多。

根據(jù)公式： P=U*I ，在相同的功率條件下，如在85V的輸入電壓時，工作電流是264V的輸入電壓時的3倍。因此電路的實際工作電流以電壓時計算的為準。

熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化．若電子和空穴的濃度分別為n、p，遷移率分別為μn、μp，則半導體的電導為：

　　σ=q（nμn pμp）

　　因為n、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數(shù)，負溫度系數(shù)熱敏電阻，所以電導是溫度的函數(shù)，因此可由測量電導而推算出溫度的高低，并能做出電阻-溫度特性曲線．這就是半導體熱敏電阻的工作原理．

熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（PTC）和負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）．它們的電阻-溫度特性如圖1所示．熱敏電阻的主要特點是：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℃（目前可達到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易加工成復雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥穩(wěn)定性好、過載能力強．

由于半導體熱敏電阻有的性能，所以在應用方面，它不僅可以作為測量元件（如測量溫度、流量、液位等），還可以作為控制元件（如熱敏開關、限流器）和電路補償元件．熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、科學、宇航等各個領域，發(fā)展前景極其廣闊

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