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NTC熱敏電阻的工作原理-NTC熱敏電阻的作用與用途

發(fā)布時(shí)間：2021-05-21 12:30:27
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NTC熱敏電阻的工作原理-NTC熱敏電阻的作用與用途

熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。

1.NTC熱敏電阻是什么

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻又稱NTC熱敏電阻，是一類電阻值隨溫度增大而減小的一種傳感器電阻。廣泛用于各種電子元件中，如溫度傳感器、可復(fù)式保險(xiǎn)絲及自動(dòng)調(diào)節(jié)的加熱器等。它是以錳、鈷，鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。

金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數(shù)目少，所以其電阻值較高;隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10O~1000000歐姆，溫度系數(shù)-2%~-6.5%。NTC熱敏電阻器可NTC熱敏電阻器廣泛用于測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償?shù)确矫妗?/div>

2.NTC熱敏電阻工作原理

一、工作原理：

NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫，意思是負(fù)的溫度系數(shù)，泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在100~1000000歐姆，溫度系數(shù)-2%~-6.5%。NTC熱敏電阻器可廣泛用于測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償?shù)确矫妗?/div>

二、NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻構(gòu)成

NTC（Negative Temperature Coefficient）是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料．該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻．其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化．現(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。

NTC熱敏半導(dǎo)瓷大多是尖晶石結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的氧化物陶瓷，具有負(fù)的溫度系數(shù)，電阻值可近似表示為：

式中RT、RT0分別為溫度T、T0時(shí)的電阻值，Bn為材料常數(shù)．陶瓷晶粒本身由于溫度變化而使電阻率發(fā)生變化，這是由半導(dǎo)體特性決定的。

3.NTC熱敏電阻作用和用途

作用和用途：

NTC熱敏電阻由于靈敏度高、可靠性高及價(jià)格低廉，而被廣泛應(yīng)用于家電、汽車、工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的溫度傳感與控制。根據(jù)其用途的不同可分為：功率型NTC熱敏電阻，補(bǔ)償型NTC熱敏電阻和測(cè)溫型NTC熱敏電阻。

（1）抑制浪涌電流（功率型）：

開關(guān)電源、電機(jī)、變壓器與照明電源等在接通瞬時(shí)，有很大的浪涌電流，這一沖擊電流可能損壞元件（如MOS管）或?qū)⒈ｋU(xiǎn)絲燒毀。將NTC熱敏電阻與負(fù)載串聯(lián)，可以有效的抑制這種電流。在電源接通前，熱敏電阻器有較大的冷態(tài)電阻，可以抑制電流。在足夠大的電流負(fù)荷下，因自熱使電阻值下降到原來的1/（10~50），它消耗的功率因此而下降。使用NTC熱敏電阻的產(chǎn)品不能頻繁開關(guān)機(jī)，產(chǎn)品關(guān)斷時(shí)，NTC熱敏電阻必須要從高溫低阻狀態(tài)完全恢復(fù)到常溫高阻狀態(tài)才能達(dá)到與上一次同等的浪涌抑制效果

（2）溫度補(bǔ)償：

大部分的石英振蕩器都有較強(qiáng)的溫度依賴性，為了獲得良好的溫度特性，通常都使用恒溫槽使石英振蕩器的環(huán)境溫度保持一定。但這樣就使得設(shè)備龐大，成本較高?，F(xiàn)在多采用石英振蕩器電路內(nèi)設(shè)置溫度補(bǔ)償電路，可以在相對(duì)廣的溫度范圍內(nèi)獲得良好的溫度特性。這種備有溫度補(bǔ)償電路的石英振蕩器稱為TCXO，作為溫度補(bǔ)償元件大多是片式NTC熱敏電阻器。

（3）溫度測(cè)量：

NTC熱敏電阻在一定的測(cè)量功率下，電阻值隨著溫度上升而迅速下降。利用這一特性, 可將NTC熱敏電阻通過測(cè)量其電阻值來確定相應(yīng)的溫度，從而達(dá)到檢測(cè)和控制溫度的目的。
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