熱敏電阻主要用于溫度監測、過熱保護等。是一種對溫度敏感的半導體電阻器,其阻值隨溫度的變化而顯著改變。它利用半導體材料的熱敏效應來測量和控制溫度,廣泛應用于各種電子設備和系統中。熱敏電阻具有體積小、響應速度快、測量精度高等優點,因此在溫度測量、溫度控制、過流保護等領域得到了廣泛應用。文字符號一般用"RT"表示。
熱敏電阻的工作原理基于半導體材料的熱敏效應。當溫度變化時,半導體材料內部的載流子(電子和空穴)濃度和運動狀態會發生變化,從而導致電阻值的改變。常見分類有PTC和NTC兩種,還有一種CTR:
正溫度系數-PTC熱敏電阻(Positive Temperature Coefficient),熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大。常用于浪涌保護、過流保護(如自恢復保險絲)和過溫保護等場景,特別適用于需要自動調節功率和消除溫度波動的應用。
負溫度系數-NTC熱敏電阻(Negative Temperature Coefficient),熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。常用于浪涌保護、溫度補償、溫度測量和溫度控制等場景,尤其適用于需要精確測溫的場合。
臨界溫度-CTR熱敏電阻(Criti Cal Temperature Resistor),具有負電阻突變特性,在某一溫度下,電阻值隨溫度的增加依據減小,具有很大的負溫度系數。構成材料為釩、鋇、鍶、磷等元素氧化物的混合燒結體,是半玻璃狀的半導體,所以也稱 CTR 為玻璃態熱敏電阻,常作為控溫報警等應用。
PTC熱敏電阻與NTC熱敏電阻使用的區別:
PTC熱敏電阻通常由鉑、氧化物、聚合物等材料制成。特點:
1. 阻抗特性:這些材料在特定的溫度(居里溫度)范圍內會經歷相變,導致電阻值發生急劇變化。
2. 過流與過熱保護:具有正溫度系數的特性,即其電阻隨溫度的升高而增加。這種特性使得PTC材料在溫度上升到一定程度時,能夠限制電流的流動,起到保護作用。
3. 自恢復性:當冷卻到特定溫度以下時,電阻會恢復到較低水平,使其可以多次使用。
4. 高工作電流:工作電流可達數十安培。
NTC熱敏電阻的材料則主要包括錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物。特點:
1. 溫度靈敏度高:這些材料的電阻率和材料常數會根據其成分比例、燒結氣氛、燒結溫度和結構狀態的不同而變化。這種材料具有較高的靈敏度和穩定性,其電阻值隨溫度的變化較為連續。
2. 穩定性好:電阻值變化范圍相對較小,且變化趨勢相對穩定。這意味著在長時間的使用過程中,能夠保持較為準確的性能表現。
3. 熱響應快:具有較快的熱響應速度,能夠在短時間內感應到溫度的變化,并迅速反映在電阻值上。
NTC熱敏電阻主要應用有功率型和測溫型
功率型NTC熱敏電阻在常溫下的電阻值和熱慣性引起的熱延時效應,能有效地抑制開機時電源電路(特別是高壓大電容濾波電路)中的尖峰浪涌電流(可達數十倍甚至百倍于正常工作電流),并且在完成抑制浪涌電流作用后,由于通過其電流(包括浪涌電流和電路正常工作電流)的持續作用下的自熱效應,引起電阻體溫升,功率型NTC熱敏電阻器的電阻值將下降到非常小的程度,產生的壓降低,所消耗的功率很小,不會影響正常的工作電流。常用的型號有MF72系列。
測溫型NTC熱敏電阻因其阻值與溫度的關系是近似符合指數函數規律的,并可做出電阻-溫度特性曲線,是的測溫傳感器之一。其它的測溫傳感器有RTD電阻溫度探測器、熱電偶傳感器、紅外傳感器、集成數字/模擬IC溫度傳感器等。