PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫,意思是正的溫度系數,泛指正溫度系數很大的半導體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數熱敏電阻,簡稱PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻,超過一定的溫度(居里溫度)時,它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。
熱敏電阻的一種,正溫度系數熱敏電阻其電阻值隨著PTC熱敏電阻本體溫度的升高呈現出階躍性的增加,溫度越高,電阻值越大。
熱敏電阻設計原理
熱敏電阻是開發早、種類多、發展較成熟的敏感元器件。熱敏電阻由半導體陶瓷材料組成,利用的原理是溫度引起電阻變化。溫度低于Tc時,晶界處的負電荷被極化電荷部分抵消,使得勢壘高度大幅降低,晶界呈低阻狀態;高于Tc時,自發極化消失,晶界處的負電荷無法得到極化電荷勢壘處于高位,晶界呈高阻狀態。材料整體電阻急劇升高。
若電子和空穴的濃度分別為n、p,遷移率分別為μn、μp,則半導體的電導為:
σ=q(nμn+pμp)。
因為n、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數,所以電導是溫度的函數,因此可由測量電導而推算出溫度的高低,并能做出電阻-溫度特性曲線,這就是半導體熱敏電阻的工作原理。
熱敏電阻包括正溫度系數(PTC)和負溫度系數(NTC)熱敏電阻,以及臨界溫度熱敏電阻(CTR)。
不同反應的PTC熱敏電阻還可以串聯在一起,實行不同點的溫度保護,這樣可以使得在如:手機電池,電子、電器等零件在不同溫度階段起到最經濟最優良的保護。
熱敏電阻應用范圍
應用于電池,安防,醫療、科研、工業電機馬達、航天航空等電子電氣溫度控制相關的領域。
熱敏電阻主要特點
1、靈敏度較高,其電阻溫度系數要比金屬大10~100倍以上,能檢測出10-6℃的溫度變化;
PTC熱敏電阻 2、工作溫度范圍寬,常溫器件適用于- 55℃~315℃,高溫器件適用溫度高于315℃(目前最高可達到2000℃),低溫器件適用于-273℃~55℃;
3、體積小,能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內血管的溫度;
4、使用方便,電阻值可在0.1~100kΩ間任意選擇;
5、易加工成復雜的形狀,可大批量生產;
6、穩定性好、過載能力強.
熱敏電阻特性曲線
PTC熱敏電阻是典型具有溫度敏感性的半導體電阻,超過一定的溫度(居里溫度)時,它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。
其缺點是:功率極不穩定,功率衰退輻度極大,極易導致半年或幾個月功率發生大幅度衰降而出現水不熱的現象.