热敏电阻

定义:这个词热敏电阻是由两个单词组成的吗热和电阻。它是一种固态器件，其电阻随环境温度而变化。大多数热敏电阻具有负温度系数。只有少数表现出正的温度系数。

你一定在想什么是负温度系数什么是正温度系数?可能有些读者知道这个术语，但初学者可能没有听说过这个术语。我们先来讨论这两项。

如果器件的温度系数为负，则器件的电阻随温度的升高而减小。但如果器件的温度系数为正，则器件的电阻随温度的升高而增大。

因此，热敏电阻是一种具有高负温度系数(约为-0.04 /⁰室温25℃⁰C)。

热敏电阻的制造工艺

热敏电阻是由金属的氧化物如钴、铜、铁、锌、镍、锰、钛、镁和铀。这些金属或硅酸盐的硫化物也用于制造热敏电阻。像锗和硅这样的半导体不被用于制造热敏电阻，因为它们具有低温系数。

另一方面，金属氧化物具有一个大的和可预测的温度系数值，这被认为适合热敏电阻的制造过程。制造过程从将这些金属氧化物或硫化物磨成粉末开始。

在此过程之后，这些氧化物与粘合剂按适当比例混合，然后压成所需的形状。最后，完成了烧结过程。可在烧结前或烧结后嵌入电气端子。如果它是在烧结后做的，它可以随后烘烤。

热敏电阻在室温(25⁰C)变化从几个100ω到兆欧姆。它们可以被制成非常小的形状珠子,棒和光盘。

工作的热敏电阻

我们在上面已经讨论过热敏电阻是根据负温度系数原理工作的。虽然在许多电气和电子电路中，电阻随温度升高而减小是不可取的，但它对温度检测电路来说意义重大。

热敏电阻是两端非线性器件，当周围温度升高时，电阻开始迅速下降。这是因为当温度升高时，载流子的浓度也开始增加，这是由于路径的电阻开始下降。因此，在较高的温度下，流过电阻的电流比在较低的温度下要大。

当热敏电阻加热到150度时⁰C热敏电阻的电阻减小500倍。当通过热敏电阻的电流开始上升时，它也会引起功率损耗上升。由于功率损耗，设备温度再次升高。因此，在固定的环境温度下，热敏电阻的电阻取决于通过器件的功率损耗。

热敏电阻的电阻

热敏电阻的电阻(R)与温度(T)的关系如下图所示

R =₀αe^{β/ T}

其中α和β是常数，取决于使用的材料和制造技术。

可以改写上述公式，推导出电阻与温度的关系。

R₁= R₀e^{(β(1 / T1) - (1 / T0)]}

其中R1和R0分别是温度T1和T0下的电阻值，β是热敏电阻常数，它以开尔文表示，是4000阶。温度T0通常取为室温，即25⁰C或298 K。β值随温度的升高而变化，但在β值一定的情况下，可以得到温度系数与电阻和温度的关系。

α= dR1/R1 dT = -β/T²

式中α为温度系数。

热敏电阻是一种由金属氧化物制造的固态器件，当金属最外层的电子处于活性状态时，热敏电阻具有负温度系数。而当制造材料分子的电子是不活跃的热敏电阻具有正的温度系数。

热敏电阻根据工作温度和响应时间有不同的类型。常规热敏电阻容易受到湿气和外部大气条件的影响。如果我们想在一些应用中使用，我们需要设备得到保护免受外部条件的影响，那么密封的应该使用热敏电阻。它们是密封的，这样湿气就不会影响它的工作。

热敏电阻的V-I特性

流过热敏电阻的小电流不会引起电压突然升高，但是当电流增加到超过某一特定值时，电压就开始上升。到达一个点后电压开始下降。

这背后的原因是热效应增加电流到一个特定的值，因此电压降开始下降。借助上面的图表，我们可以更清楚地理解它。

热敏电阻的应用

1. 测温电路
2. 在电气和电子电路中，热敏电阻用作电流限制器，以保护电路不受损坏。

PTC热敏电阻的应用

1. 作为电路中的电流限制器
2. 温度传感器
3. 水平指标。
4. 补偿电阻

正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)

热敏电阻具有正温度系数正温度高系数。正温度系数的绝对值远高于负温度系数的绝对值。

PTC热敏电阻的温度系数仅在某一范围内为正，超过该范围温度系数为零或为负。PTC热敏电阻是由BaTiO_3.或SrTiO_3.。为了得到高的正温度系数，样品在富氧气氛中焙烧。

如果工作温度变得太高，PTC失去它的特性，并开始表现为NTC热敏电阻，即负温度系数电阻。因此，PTC热敏电阻的限制是它只能在特定温度下正常工作。