简述PTC热敏电阻的特性
热敏电阻是开辟早、种类多、进行较成熟的缓慢元器件．热敏电阻由半导体陶瓷原料构成，操作的情理是温度惹起电阻更换．若电子和空穴的浓度分别为n、p，迁移率分别为μn、μp，则半导体的电导为：
σ=q（nμn+pμp）
由于n、p、μn、μp但凡交付温度T的函数，所以电导是温度的函数，是以可由测量电导而推算出温度的高下，并能做出电阻-温度个性曲线．这即是半导体热敏电阻的任务情理．
热敏电阻搜罗正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）．它们的电阻-温度个性如图1所示．热敏电阻的首要共性是：①灵便度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度更换；②任务温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，低温器件适用温度高于315℃（当前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；③体积小，大概测量其它温度计无法测量的空地空闲、腔体及生物体内血管的温度；④应用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意决定；⑤易加工成繁杂的形状，可少许量生制作；⑥固执性好、过载能力强．
由于半导体热敏电阻有奇异的屈从，所以在使用方面，它不单笼统作为测量元件（如测量温度、流量、液位等），还笼统作为管教元件（如热敏开关、限流器）和电路补偿元件．热敏电阻遍布用于家用电器、电力财制作、通讯、军事科学、宇航等各个领域，进行前景极端广大．
一、PTC热敏电阻
PTC（Positive Temperature Coeff1Cient）是指在某一温度下电阻急剧增进、存在正温度系数的热敏电阻景象或原料，可趁便用作恒定温度传感器．该原料因而BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为首要因素的烧结体，其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价管教而使之半导化，常将这种半导体化的BaTiO3等原料简喻为半导（体）瓷；同时还增进增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其它感导的增进物，采纳一般陶瓷工艺成形、低温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化，从而得到正个性的热敏电阻原料．其温度系数及居里点温度随组分及烧结前提（非常是冷却温度）不同而更换．
钛酸钡晶体属于钙钛矿型结构，是一种铁电原料，纯钛酸钡是一种绝缘原料．在钛酸钡材估中参加微量稀土元素，进行适当热处理后，在居里温度周围，电阻率陡增几个数目级，发作PTC效应，此效应和BaTiO3晶体的铁电性及其在居里温度周围原料的相变无关．钛酸钡半导瓷是一种多晶原料，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，晶体粒界就发作更换，从而电阻急剧更换．
钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界（晶粒间界）．关于导电电子来说，晶粒间界面相称于一个势垒．当温度低时，由于钛酸钡内电场的感导，招致电子极容易越过势垒，则电阻值较小．当温度举高到居里点温度（即临界温度）周围时，内电场遭到破损，它不克不及辅佐导电电子越过势垒．这相称于势垒举高，电阻值溘然增大，发作PTC效应．钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模子有海望表面势垒模子、丹尼尔斯等人的钡缺位模子和叠加势垒模子，它们分别从不同方面对PTC效应作出了合理注释．
试验表白，退职务温度范围内，PTC热敏电阻的电阻-温度个性可相通用试验公式闪现：
RT=RT0expBp（T-T0）
式中RT、RT0闪现温度为T、T0时电阻值，Bp为该种原料的原料常数．
PTC效应开端于陶瓷的粒界和粒界间析出相的实质，并随杂质种类、浓度、烧结前提等而发作显著更换．近来，进入实用化的热敏电阻中有操作硅片的硅温度缓慢元件，这是体型且精度高的PTC热敏电阻，由n型硅构成，因其中的杂质发作的电子散射随温度上升而增进，从而电阻增进．
PTC热敏电阻于1950年呈现，随后1954年呈现了以钛酸钡为首要原料的PTC热敏电阻．PTC热敏电阻在财制作上可用作温度的测量和管教，也用于汽车某部位的温度检测和调治，还少许用于民用装备，如管教瞬间开水器的水温、空调器和冷库的温度，操作本人加热作气体解析大风速机等方面．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顾惜方面的使用。
PTC热敏电阻除用作加热元件外，同时还能起到“开关”的感导，兼有缓慢元件、加热器和开关三种效率，称之为“热敏开关”，如图2和3所示．电流颠末元件后惹起温度举高，即发热体的温度上升，当超越居里点温度后，电阻增进，从而限定电流增进，是以电流的下降招致元件温度低落，电阻值的减小又使电路电流增进，元件温度举高，周而复始，是以存在使温度坚持在特定范围的效率，又起到开关感导．操作这种阻温个性做成加热源，作为加热元件使用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等，还可对电器起到过热顾惜感导．
二、NTC热敏电阻
NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指随温度上升电阻呈指标干系减小、存在负温度系数的热敏电阻景象和原料．该原料是操作锰、铜、硅、鈷、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充实混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成存在负温度系数（NTC）的热敏电阻．其电阻率和原料常数随原料因素比例、烧结空气、烧结温度和结构形态不同而更换．当时还呈现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻原料．
NTC热敏半导瓷大或许是尖晶石结构或其它结构的氧化物陶瓷，存在负的温度系数，电阻值可相通闪现为：
式中RT、RT0分别为温度T、T0时的电阻值，Bn为原料常数．陶瓷晶粒本人由于温度更换而使电阻率发作更换，这是由半导体个性决定的．
NTC热敏电阻器的进行经历了洗炼的阶段．1834年，科学家初次发理解硫化银有负温度系数的个性．1930年，科学家发明氧化亚铜-氧化铜也存在负温度系数的屈从，并将之胜利地使用在航空仪器的温度补偿电路中．随后，由于晶体管武艺的接续进行，热敏电阻器的研究失掉重大进展．1960年研制出了N1C热敏电阻器．NTC热敏电阻器遍布用于测温、控温、温度补偿等方面．下面介绍一个温度测量的使用实例，NTC热敏电阻测温用情理如图4所示．
它的测量范围一般为-10～+300℃，也可做到-200～+10℃，乃至可用于+300～+1200℃情况中作测温用．RT为NTC热敏电阻器；R2和R3是电桥均衡电阻；R1为起始电阻；R4为满刻度电阻，校验表头，也称校验电阻；R7、R8和W为分压电阻，为电桥供给一个固执的直流电源．R6和表头（微安表）勾通，起批改表头刻度和限定流经表头的电流的感导．R5和表头并联，起顾惜感导．在不均衡电桥臂（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更换而更换，因此使接在电桥对角线间的表头批示也相应更换．这即是热敏电阻器温度计的任务情理．
热敏电阻器温度计的精度笼统达到0.1℃，感温时间可少至10s如下．它不单适用于粮仓测温仪，同时也可使用于食物贮存、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（Crit1Cal Temperature Resistor）存在负电阻突变个性，在某一温度下，电阻值随温度的增进激剧减小，存在很大的负温度系数．构成原料是钒、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．骤变温度随增进锗、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构成的．若在适当的还原空气中五氧化二钒酿成二氧化钒，则电阻急变温度变大；若进一步还原为三氧化二钒，则急变失落．发作电阻急变的温度对应于半玻璃半导体物性急变的位置，是以发作半导体-金属相移．CTR大概作为控温报警等使用．
热敏电阻的理论研究和使用开辟已失掉了引人注目的效果．随着高、精、尖科技的使用，对热敏电阻的导电机理和使用的更深层次的探索，以及对屈从优秀的新原料的深刻研究，将会失掉火速进行．
