正温度系数热敏电阻设计原理

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。温度低于Tc时，晶界处的负电荷被极化电荷部分抵消，使得势垒高度大幅降低，晶界呈低阻状态;高于Tc时，自发极化消失，晶界处的负电荷无法得到极化电荷势垒处于高位，晶界呈高阻状态。材料整体电阻急剧升高。

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)。

不同反应的PTC热敏电阻还可以串联在一起，实行不同点的温度保护，这样可以使得在如:手机电池，电子、电器等零件在不同温度阶段起到最经济最优良的保护。

1、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; 2、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℃;

3、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;

4、使用方便，电阻值可在0.1~100kΩ间任意选择;

5、易加工成复杂的形状，可大批量生产;

6、稳定性好、过载能力强.

如图所示，PTC热敏电阻是典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

其缺点是:功率极不稳定，功率衰退辐度极大，极易导致半年或几个月功率发生大幅度衰降而出现水不热的现象.

应用于电池，安防，医疗、科研、工业电机马达、航天航空等电子电气温度控制相关的领域。

首选普通用途负温度系数热敏电阻器，因它随温度变化一般比正温度系数热敏电阻器易观察，电阻值连续下降明显。若选正温度系数热敏电阻器，实验温度应在该元件居里点温度附近。

例MF11普通负温度系数热敏电阻器参数

主要技术参数名称 参数值 MF11热敏电阻符号外形图

标称阻值(kΩ) 10~15 片状外形 符号

额定功率 (W) 0.25

材料常数B范围(k) 1980~3630

温度系数(10-2/℃) -(2.23~4.09)

耗散系数(mW/℃) ≥5

时间常数(s) ≤30

最高工作温度(℃) 125