NTC热敏电阻.doc

1、热敏电阻器(thermistor)型号 MZ、MF：是一种对温度反应较敏感、阻值会随着温度的变化而变化的非线性电阻器，通常由单晶、多晶半导体材料制成。文字符号： “RT”或“R”热敏电阻器的种类： A按结构及形状分类圆片形（片状）、圆柱形（柱形）、圆圈形（垫圈形）等多种热敏电阻器。B按温度变化的灵敏度分类高灵敏度型（突变型）、低灵敏度型（缓变型）热敏电阻器。C按受热方式分类直热式热敏电阻器、旁热式热敏电阻器。D按温变（温度变化）特性分类正温度系数（PTC）、负正温度系数（NTC）热敏电阻器。热敏电阻器的主要参数：除标称阻值、额定功率和允许偏差等基本指标外，还有如下指标：1）测量功率：指在规定的

2、环境温度下，电阻体受测量电源加热而引起阻值变化不超过0.1时所消耗的功率。2）材料常数：是反应热敏电阻器热灵敏度的指标。通常，该值越大，热敏电阻器的灵敏度和电阻率越高。3）电阻温度系数：表示热敏电阻器在零功率条件下，其温度每变化 1所引起电阻值的相对变化量。4）热时间常数：指热敏电阻器的热惰性。即在无功功率状态下，当环境温度突变时，电阻体温度由初值变化到最终温度之差的 63.2所需的时间。5）耗散系数：指热敏电阻器的温度每增加 1所耗散的功率。6）开关温度：指热敏电阻器的零功率电阻值为最低电阻值两倍时所对应的温度。7）最高工作温度：指热敏电阻器在规定的标准条件下，长期连续工作时所允许承受的最高

3、温度。8）标称电压：指稳压用热敏电阻器在规定的温度下，与标称工作电流所对应的电压值。9）工作电流：指稳压用热敏电阻器在在正常工作状态下的规定电流值。10）稳压范围：指稳压用热敏电阻器在规定的环境温度范围内稳定电压的范围值。11）最大电压：指在规定的环境温度下，热敏电阻器正常工作时所允许连续施加的最高电压值。12）绝缘电阻：指在规定的环境条件下，热敏电阻器的电阻体与绝缘外壳之间的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTCpositive temperature coefficient thermistor）结构用钛酸钡（BaTiO3）、锶（Sr）、锆（Zr）等材料制成的。属直热式热敏电阻器。特性电阻值

4、与温度变化成正比关系，即当温度升高时电阻值随之增大。在常温下，其电阻值较小，仅有几欧姆几十欧姆；当流经它的电流超过额定值时，其电阻值能在几秒钟内迅速增大至数百欧姆数千欧姆以上。作用与应用广泛应用于彩色电视机消磁电路、电冰箱压缩机启动电路及过热或过电流保护等电路中、还可用于电驱蚊器和卷发器、电热垫、暖器等小家电中。负温度系数热敏电阻器（NTCnegative temperature coefficient thermistor）结构用锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、铝（Al）等金属氧化物（具有半导体性质）或碳化硅（SiC）等材料采用陶瓷工艺制成的。特性电阻值与温度变化成反比关系，

5、即当温度升高时，电阻值随之减小。作用与应用广泛应用于电冰箱、空调器、微波炉、电烤箱、复印机、打印机等家电及办公产品中，作温度检测、温度补偿、温度控制、微波功率测量及稳压控制用。热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化若电子和空穴的浓度分别为 n、p，迁移率分别为 n、p，则半导体的电导为：=q（nn+pp）因为 n、p、n、p 都是依赖温度 T 的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线这就是半导体热敏电阻的工作原理热敏电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，

6、以及临界温度热敏电阻（CTR ）它们的电阻 -温度特性如图 1 所示热敏电阻的主要特点是：灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大 10100 倍以上，能检测出 10-6的温度变化；工作温度范围宽，常温器件适用于-55 315，高温器件适用温度高于 315（目前最高可达到 2000），低温器件适用于-27355；体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；使用方便，电阻值可在 0.1100k 间任意选择；易加工成复杂的形状，可大批量生产；稳定性好、过载能力强由于半导体热敏电阻有独特的性能，所以在应用方面，它不仅可以作为测量元件（如测量温度、流量、液位等），还可以作为控制元件

7、（如热敏开关、限流器）和电路补偿元件热敏电阻广泛用于家用电器、电力工业、通讯、军事科学、宇航等各个领域，发展前景极其广阔一、 PTC 热敏电阻PTC（Positive Temperature Coeff1Cient）是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料，可专门用作恒定温度传感器该材料是以 BaTiO3 或 SrTiO3 或PbTiO3 为主要成分的烧结体，其中掺入微量的 Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La 等氧化物进行原子价控制而使之半导化，常将这种半导体化的 BaTiO3 等材料简称为半导（体）瓷；同时还添加增大其正电阻温度系数的 Mn、Fe、Cu、Cr 的氧化物和

8、起其他作用的添加物，采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化，从而得到正特性的热敏电阻材料其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件（尤其是冷却温度）不同而变化钛酸钡晶体属于钙钛矿型结构，是一种铁电材料，纯钛酸钡是一种绝缘材料在钛酸钡材料中加入微量稀土元素，进行适当热处理后，在居里温度附近，电阻率陡增几个数量级，产生 PTC 效应，此效应与 BaTiO3 晶体的铁电性及其在居里温度附近材料的相变有关钛酸钡半导瓷是一种多晶材料，晶粒之间存在着晶粒间界面该半导瓷当达到某一特定温度或电压，晶体粒界就发生变化，从而电阻急剧变化钛酸钡半导瓷的 PTC 效应起因于粒界（晶粒间界）对于导电电子

9、来说，晶粒间界面相当于一个势垒当温度低时，由于钛酸钡内电场的作用，导致电子极容易越过势垒，则电阻值较小当温度升高到居里点温度（即临界温度）附近时，内电场受到破坏，它不能帮助导电电子越过势垒这相当于势垒升高，电阻值突然增大，产生 PTC 效应钛酸钡半导瓷的 PTC 效应的物理模型有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型，它们分别从不同方面对 PTC 效应作出了合理解释实验表明，在工作温度范围内，PTC 热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示：RT=RT0expBp（T-T0）式中 RT、RT0 表示温度为 T、T0 时电阻值，Bp 为该种材料的材料常数PTC 效应起源于陶

10、瓷的粒界和粒界间析出相的性质，并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生显著变化最近，进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件，这是体型且精度高的 PTC 热敏电阻，由 n 型硅构成，因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加，从而电阻增加PTC 热敏电阻于 1950 年出现，随后 1954 年出现了以钛酸钡为主要材料的 PTC 热敏电阻PTC 热敏电阻在工业上可用作温度的测量与控制，也用于汽车某部位的温度检测与调节，还大量用于民用设备，如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度，利用本身加热作气体分析和风速机等方面下面简介一例对加热器、马达、变压器、大功率晶体管等电器的加热和过热保护方面的

11、应用。PTC 热敏电阻除用作加热元件外，同时还能起到“开关” 的作用，兼有敏感元件、加热器和开关三种功能，称之为“热敏开关”，如图 2 和 3 所示电流通过元件后引起温度升高，即发热体的温度上升，当超过居里点温度后，电阻增加，从而限制电流增加，于是电流的下降导致元件温度降低，电阻值的减小又使电路电流增加，元件温度升高，周而复始，因此具有使温度保持在特定范围的功能，又起到开关作用利用这种阻温特性做成加热源，作为加热元件应用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等，还可对电器起到过热保护作用二、 NTC 热敏电阻NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指随温度上升电阻

12、呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料该材料是利用锰、铜、硅、鈷、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系 NTC 热敏电阻材料NTC 热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷，具有负的温度系数，电阻值可近似表示为：式中 RT、RT0 分别为温度 T、T0 时的电阻值，Bn 为材料常数陶瓷晶粒本身由于温度变化而使电阻率发生变化，这是由半导体特性决定的NTC 热敏电

13、阻器的发展经历了漫长的阶段1834 年，科学家首次发现了硫化银有负温度系数的特性1930 年，科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的性能，并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中随后，由于晶体管技术的不断发展，热敏电阻器的研究取得重大进展1960 年研制出了 N1C 热敏电阻器NTC 热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面下面介绍一个温度测量的应用实例，NTC 热敏电阻测温用原理如图 4 所示它的测量范围一般为-10+300，也可做到-200+10，甚至可用于+300+1200环境中作测温用RT 为 NTC 热敏电阻器； R2 和 R3 是电桥平衡电阻；R1 为起始电阻；R4 为

14、满刻度电阻，校验表头，也称校验电阻；R7、R8 和 W 为分压电阻，为电桥提供一个稳定的直流电源R6 与表头（微安表）串联，起修正表头刻度和限制流经表头的电流的作用R5 与表头并联，起保护作用在不平衡电桥臂（即 R1、 RT）接入一只热敏元件 RT 作温度传感探头由于热敏电阻器的阻值随温度的变化而变化，因而使接在电桥对角线间的表头指示也相应变化这就是热敏电阻器温度计的工作原理热敏电阻器温度计的精度可以达到 0.1，感温时间可少至 10s 以下它不仅适用于粮仓测温仪，同时也可应用于食品储存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量三、 CTR 热敏电阻临界温度热敏电阻 CTR（

15、Crit1Cal Temperature Resistor）具有负电阻突变特性，在某一温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系数构成材料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物的混合烧结体，是半玻璃状的半导体，也称 CTR 为玻璃态热敏电阻骤变温度随添加锗、钨、钼等的氧化物而变这是由于不同杂质的掺入，使氧化钒的晶格间隔不同造成的若在适当的还原气氛中五氧化二钒变成二氧化钒，则电阻急变温度变大；若进一步还原为三氧化二钒，则急变消失产生电阻急变的温度对应于半玻璃半导体物性急变的位置，因此产生半导体-金属相移CTR 能够作为控温报警等应用热敏电阻的理论研究和应用开发已取得了引人注目的成果随着高、精、

16、尖科技的应用，对热敏电阻的导电机理和应用的更深层次的探索，以及对性能优良的新材料的深入研究，将会取得迅速发展电阻知识导电体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号 R 表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用、K、M 表示。一、电阻的型号命名方法： 国产电阻器的型号由四部分组成（不适用敏感电阻） 第一部分：主称 ，用字母表示，表示产品的名字。如 R 表示电阻，W 表示电位器。 第二部分：材料 ，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N- 无机实心、 J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X- 线绕。 第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示

17、产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频 、4- 高阻、5- 高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G- 高功率、T-可调。 第四部分:序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等 例如：R T 1 1 型普通碳膜电阻 二、电阻器的分类 1、线绕电阻器：通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。2、薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。 4、敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器

18、、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 三、主要特性参数 1、标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。 2、允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下：0.5%-0.05、1%-0.1(或 00)、2%-0.2(或 0)、5%-级、10%-级、20%-级 3、额定功率：在正常的大气压力 90-106.6KPa 及环境温度为 5570的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、2

19、50、500 非线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8 、1/4 、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 5、最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。 6、温度系数：温度每变化 1所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。 7、老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数。 8、电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化 1 伏，电阻器的相对变化量。 9、噪声：产生于电阻器中的一种不规则的

20、电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化。 四、电阻器阻值标示方法 1、直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为20%。 2、文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。 表示允许误差的文字符号 文字符号 D F G J K M 允许偏差 0.5% 1% 2% 5% 10% 20% 3、数码法：在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从

21、左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧。偏差通常采用文字符号表示。 4、色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。 黑-0、棕-1 、红-2 、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6 、紫-7、灰-8、白-9、金-5%、银-10% 、无色-20% 当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字， 第三位为乘方数，第四位为偏差。 当电阻为五环时，最后一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字， 第四位为乘方数， 第五位为偏差。 五、常用电阻器 1、电位器 电位器是一种机电元件，他靠电刷在电阻体上的滑动，取得与电刷位移成一定关系

22、的输出电压。 1.1 合成碳膜电位器 电阻体是用经过研磨的碳黑，石墨，石英等材料涂敷于基体表面而成，该工艺简单，是目前应用最广泛的电位器。特点是分辩力高耐磨性好，寿命较长。缺点是电流噪声，非线性大， 耐潮性以及阻值稳定性差。 1.2 有机实心电位器 有机实心电位器是一种新型电位器，它是用加热塑压的方法，将有机电阻粉压在绝缘体的凹槽内。有机实心电位器与碳膜电位器相比具有耐热性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的优点。但温度系数大、动噪声大、耐潮性能差、制造工艺复杂、阻值精度较差。在小型化、高可靠、高耐磨性的电子设备以及交、直流电路中用作调节电压、电流。 1.3 金属玻璃铀电位器 用丝网印刷法按照一定

23、图形，将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上，经高温烧结而成。特点是：阻值范围宽，耐热性好，过载能力强，耐潮，耐磨等都很好，是很有前途的电位器品种，缺点是接触电阻和电流噪声大。 1.4 绕线电位器 绕线电位器是将康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体，并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电阻小，精度高，温度系数小，其缺点是分辨力差，阻值偏低，高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。 1.5 金属膜电位器 金属膜电位器的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辩力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。 1.6 导电塑料电位器 用特殊工艺将 DAP（邻苯二甲酸

24、二稀丙脂）电阻浆料覆在绝缘机体上，加热聚合成电阻膜，或将 DAP 电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是：平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统等。 1.7 带开关的电位器 有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器 1.8 预调式电位器 预调式电位器在电路中，一旦调试好，用蜡封住调节位置，在一般情况下不再调节。 1.9 直滑式电位器 采用直滑方式改变电阻值。 1.10 双连电位器 有异轴双连电位器和同轴双连电位器 1.11 无触点电位器 无触点电位器消除了机械接触，寿命长、可靠性高，

25、分光电式电位器、磁敏式电位器等。 2、实芯碳质电阻器 用碳质颗粒壮导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。特点：价格低廉，但其阻值误差、噪声电压都大，稳定性差，目前较少用。 3、绕线电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数，阻值精度高， 稳定性好，耐热耐腐蚀，主要做精密大功率电阻使用，缺点是高频性能差，时间常数大。 4、薄膜电阻器 用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下： 4.1 碳膜电阻器 将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低，是目前应用最广泛的电阻

26、器。 4.2 金属膜电阻器。 用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高，稳定性好，噪声， 温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。 4.3 金属氧化膜电阻器 在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物，所以高温下稳定，耐热冲击，负载能力强。 4.4 合成膜电阻 将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得，因此也叫漆膜电阻。由于其导电层呈现颗粒状结构，所以其噪声大，精度低，主要用他制造高压， 高阻， 小型电阻器。 5、金属玻璃铀电阻器 将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上。 耐潮湿， 高温， 温度系数小，主要应用于厚膜电路。 6、贴片电阻 SM

27、T 片状电阻是金属玻璃铀电阻的一种形式，他的电阻体是高可靠的钌系列玻璃铀材料经过高温烧结而成，电极采用银钯合金浆料。体积小，精度高，稳定性好，由于其为片状元件，所以高频性能好。 7、敏感电阻 敏感电阻是指器件特性对温度，电压，湿度，光照，气体， 磁场，压力等作用敏感的电阻器。 敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线，并在旁标注敏感电阻的类型，如：t. v 等。 7.1、压敏电阻 主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻，氧化锌具有更多的优良特性。 7.2、湿敏电阻 由感湿层，电极，绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻，碳湿敏电阻，氧化物湿敏电阻。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小，缺点为测试范围

28、小，特性重复性不好，受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低，阻值受温度影响大，由老化特性，较少使用。氧化物湿敏电阻性能较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡，镍铁酸盐，等材料。 7.3、光敏电阻 光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这就是光电导效应。 7.4、气敏电阻 利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物，主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。 7.5、力敏电阻 力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻，国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，相对而言，合金电阻器