NTC热敏电阻

热敏电阻(thermistor)——型号MZ、MF:
是一种对温度反应较敏感、阻值会随着温度的变化而变化的非线性电阻器,通常由单晶、多晶半导体材料制成。
文字符号: “RT”或“R”
热敏电阻器的种类:
A.按结构及形状分类——圆片形(片状)、圆柱形(柱形)、圆圈形(垫圈形)等多种热敏电阻器。
B.按温度变化的灵敏度分类——高灵敏度型(突变型)、低灵敏度型(缓变型)热敏电阻器。
sptaC.按受热方式分类——直热式热敏电阻器、旁热式热敏电阻器。
D.按温变(温度变化)特性分类——正温度系数(PTC)、负正温度系数(NTC)热敏电阻器。
热敏电阻器的主要参数:除标称阻值、额定功率和允许偏差等基本指标外,还有如下指标:
1)测量功率:指在规定的环境温度下,电阻体受测量电源加热而引起阻值变化不超过%时所消耗的功率。
2)材料常数:是反应热敏电阻器热灵敏度的指标。通常,该值越大,热敏电阻器的灵敏度和电阻率越高。
3)电阻温度系数:表示热敏电阻器在零功率条件下,其温度每变化1所引起电阻值的相对变化量。
4)热时间常数:指热敏电阻器的热惰性。即在无功功率状态下,当环境温度突变时,电阻体温度由初值变化到最终温度之差的%所需的时间。
5)耗散系数:指热敏电阻器的温度每增加1所耗散的功率。
6)开关温度:指热敏电阻器的零功率电阻值为最低电阻值两倍时所对应的温度。止推垫圈
循环氢压缩机 7)最高工作温度:指热敏电阻器在规定的标准条件下,长期连续工作时所允许承受的最高温度。
8)标称电压:指稳压用热敏电阻器在规定的温度下,与标称工作电流所对应的电压值。
9)工作电流:指稳压用热敏电阻器在在正常工作状态下的规定电流值。
10)稳压范围:指稳压用热敏电阻器在规定的环境温度范围内稳定电压的范围值。
11)最大电压:指在规定的环境温度下,热敏电阻器正常工作时所允许连续施加的最高电压值。
12)绝缘电阻:指在规定的环境条件下,热敏电阻器的电阻体与绝缘外壳之间的电阻值。
●正温度系数热敏电阻器(PTC—positive temperature coefficient thermistor)
结构——用钛酸钡(BaTiO3)、锶(Sr)、锆(Zr)等材料制成的。
属直热式热敏电阻器。
特性——电阻值与温度变化成正比关系,即当温度升高时电阻值随之增大。在常温下,其电阻值较小,仅有几欧姆~几十欧姆;当流经它的电流超过额定值时,其电阻值能在几秒钟内迅速增大至数百欧姆~数千欧姆以上。
作用与应用——广泛应用于彩电视机消磁电路、电冰箱压缩机启动电路及过热或过电流保护等电路中、还可用于电驱蚊器和卷发器、电热垫、暖器等小家电中。
●负温度系数热敏电阻器(NTC—negative temperature coefficient thermistor)
结构——用锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)等金属氧化物(具有半导体性质)或碳化硅(SiC)等材料采用陶瓷工艺制成的。
特性——电阻值与温度变化成反比关系,即当温度升高时,电阻值随之减小。
作用与应用——广泛应用于电冰箱、空调器、微波炉、电烤箱、复印机、打印机等家电及办公产品中,作温度检测、温度补偿、温度控制、微波功率测量及稳压控制用。
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件.热敏电阻由半导体陶瓷材料组成,利用的原理是温度引起电阻变化.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)
因为n、p、μn、μp都是依赖温度T的函数,所以电导是温度的函数,因此可由测量电导而推算出温度的高低,并能做出电阻-温度特性曲线.这就是半导体热敏电阻的工作原理.
热敏电阻包括正温度系数(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-温度特性如图1所示.热敏电阻的主要特点是:灵敏度较高,其电阻温度系数要比金属大10~100倍以上,能检测出10-6的温度变化;工作温度范围宽,常温器件适用于-55~315,高温器件适用温度高于315(目前最高可达到2000),低温器件适用于-273~55体积小,能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度;使用方便,电阻值可在~100kΩ间任意选择;液压集成块易加工成复杂的形状,可大批量生产;稳定性好、过载能力强.
由于半导体热敏电阻有独特的性能,所以在应用方面,它不仅可以作为测量元件(如测量温度、流量、液位等),还可以作为控制元件(如热敏开关、限流器)和电路补偿元件.热敏电阻广泛用于家用电器、电力工业、通讯、军事科学、宇航等各个领域,发展前景极其广阔.
一、
PTCPositive Temperature Coeff1Cient)是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料,可专门用作恒定温度传感器.该材料是以BaTiO3SrTiO3PbTiO3为主要成分的烧结体,其中掺入微量的NbTaBiSbYLa等氧化物进行原子价控制而使之半导化,常将这种半导体化的BaTiO3等材料简称为半导(体)瓷;同时还添加增大其正电阻温度系数的MnFeCuCr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化,从而得到正特性的热敏电阻材料.其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件(尤其是冷却温度)不同而变化.
钛酸钡晶体属于钙钛矿型结构,是一种铁电材料,纯钛酸钡是一种绝缘材料.在钛酸钡材料中加入微量稀土元素,进行适当热处理后,在居里温度附近,电阻率陡增几个数量级,
产生PTC效应,此效应与BaTiO3晶体的铁电性及其在居里温度附近材料的相变有关.钛酸钡半导瓷是一种多晶材料,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,晶体粒界就发生变化,从而电阻急剧变化.全自动探针台
钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界(晶粒间界).对于导电电子来说,晶粒间界面相当于一个势垒.当温度低时,由于钛酸钡内电场的作用,导致电子极容易越过势垒,则电阻值较小.当温度升高到居里点温度(即临界温度)附近时,内电场受到破坏,它不能帮助导电电子越过势垒.这相当于势垒升高,电阻值突然增大,产生PTC效应.钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模型有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型,它们分别从不同方面对PTC效应作出了合理解释.
实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示:
RT=RT0expBpT-T0
式中RT、RT0表示温度为T、T0时电阻值,Bp为该种材料的材料常数.
PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质,并随杂质种类、浓度、烧结条件等而
产生显着变化.最近,进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件,这是体型且精度高的PTC热敏电阻,由n型硅构成,因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加,从而电阻增加.
PTC热敏电阻于1950年出现,随后1954洗肾机年出现了以钛酸钡为主要材料的PTC热敏电阻.PTC热敏电阻在工业上可用作温度的测量与控制,也用于汽车某部位的温度检测与调节,还大量用于民用设备,如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度,利用本身加热作气体分析和风速机等方面.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保护方面的应用。
PTC热敏电阻除用作加热元件外,同时还能起到“开关”的作用,兼有敏感元件、加热器和开关三种功能,称之为“热敏开关”,如图23所示.电流通过元件后引起温度升高,即发热体的温度上升,当超过居里点温度后,电阻增加,从而限制电流增加,于是电流的下降导致元件温度降低,电阻值的减小又使电路电流增加,元件温度升高,周而复始,因此具有使温度保持在特定范围的功能,又起到开关作用.利用这种阻温特性做成加热源,作为加热元件应用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等,还可对电器起到过热保护作用.
二、
NTCNegative Temperature Coeff1Cient)是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料.该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷,可制成具有负温度系数(NTC)的热敏电阻.其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化.现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料.

本文发布于:2024-09-23 07:22:25,感谢您对本站的认可!

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