熱敏電阻器作用

　　熱敏電阻通常是由對溫度極為敏感、熱惰性很小的錳、鈷、鎳的氧化物燒成半導體陶瓷材料制成的一種非線性電阻，其阻值會隨著溫度的變化而變化。熱敏電阻按溫度系數分為負溫度系數（NTC）、正溫度系數（PTC）和臨界溫度系數三類。正溫度系數電阻的阻值隨溫度升高而增大，負溫度系數電阻的阻值隨溫度升高而減小，臨界溫度系數電阻的阻值在臨界溫度附近時基本為零。

　　熱敏電阻器大多為直熱式，即熱源是由電阻器本身通過電流時發熱而獲取的。此外還有旁熱式，需外加熱源。常見的熱敏電阻器有圓形、墊圈形、管形等，目前應用最廣泛的是負溫度系數熱敏電阻器（NTC），它又可分為測溫型、穩壓型、普通型。其種類很多且形狀各異，常見的有管狀、圓片形等。

　　正溫度系數敏電阻器（PTC）的應用范圍越來越廣，除用于溫度控制和溫度測量電路外，還大量應用于彩色電視機的消磁電路及電冰箱、電驅蚊器、電熨斗等家用電器電路中。

　　熱敏電阻器主要特點

　　是對溫度靈敏度高，熱惰性小，壽命長，體積小，結構簡單，以及可制成各種不同的外形結構。因此，隨著工農業生產以及科學技術的發展，這種元件已獲得了廣泛的應用，如溫度測量、溫度控制、溫度補償、液面測定、氣壓測定、火災報警、氣象探空、開關電路、過荷保護、脈動電壓抑制、時間延遲、穩定振幅、自動增益調整、微波和激光功率測量等等。

　　隨著近代軍事技術、特別是空間技術的發展，對熱敏電阻器除了要求高可靠、長壽命、超高溫和超低溫外，還需要靈敏度更高、不需致冷、性能優良的測輻射功率的熱敏器件。

　　熱敏電阻器的工作原理

　　金屬的電阻值隨植度的升高而增大，但半導體則相反，它的電阻值隨溫度的升高而急劇減小，并呈現非線性，如下圖所示。

　　由圖可知，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。

　　半導體的這種溫度特性。是因為半導體的導電方式是載流子（電子、空穴）導電。由于半導體中載流子的數目遠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，半導體中參加導電的載流子數目就會增多，故半導體導電率就增加，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，根據測量熱敏電阻阻值的變化，便可知被測介質的溫度變化。

　　熱敏電阻將長期處于不動作狀態；當環境溫度和電流處于c區時，熱敏電阻的散熱功率與發熱功率接近，因而可能動作也可能不動作。熱敏電阻在環境溫度相同時，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。

　　1、ptc效應是一種材料具有ptc（posiTIve temperature coefficient）效應，即正溫度系數效應，僅指此材料的電阻會隨溫度的升高而增加。如大多數金屬材料都具有ptc效應。在這些材料中，ptc效應表現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。

　　2、非線性ptc效應 經過相變的材料會呈現出電阻沿狹窄溫度范圍內急劇增加幾個至十幾個數量級的現象，即非線性ptc效應，相當多種類型的導電聚合體會呈現出這種效應，如高分子ptc熱敏電阻。這些導電聚合體對于制造過電流保護裝置來說非常有用。

　　3、高分子ptc熱敏電阻用于過流保護 高分子ptc熱敏電阻又經常被人們稱為自恢復保險絲（下面簡稱為熱敏電阻），由于具有獨特的正溫度系數電阻特性，因而極為適合用作過流保護器件。熱敏電阻的使用方法象普通保險絲一樣，是串聯在電路中使用。

　　當電路正常工作時，熱敏電阻溫度與室溫相近、電阻很小，串聯在電路中不會阻礙電流通過；而當電路因故障而出現過電流時，熱敏電阻由于發熱功率增加導致溫度上升，當溫度超過開關溫度（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熱敏電阻的可設計性好，可通過改變自身的開關溫度（ts）來調節其對溫度的敏感程度，因而可同時起到過溫保護和過流保護兩種作用，如kt16－1700dl規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。

　　環境溫度對高分子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熱和散熱情況有關，因而其維持電流（ihold）、動作電流（itrip）及動作時間受環境溫度影響。當環境溫度和電流處于a區時，熱敏電阻發熱功率大于散熱功率而會動作；當環境溫度和電流處于b區時發熱功率小于散熱功率，高分子ptc熱敏電阻由于電阻可恢復，因而可以重復多次使用。圖6為熱敏電阻動作后，恢復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恢復到額定值，可以再次使用了。面積和厚度較小的熱敏電阻恢復相對較快；而面積和厚度較大的熱敏電阻恢復相對較慢。