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首頁電子器件常見問題 熱敏電阻的分類應(yīng)用

熱敏電阻的分類應(yīng)用

2023年03月03日08:35 

PTC(正溫度Coeff1Cient)是一種熱敏電阻現(xiàn)象或材料,在一定溫度之下電阻急劇增加,并具有正溫度系數(shù),可作為一種特殊的恒溫傳感器。該材料是以BaTiO_3、SrTiO_3或PbTiO_3為主要成分的燒結(jié)體,加入少量Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物,控制原子價(jià)使其半導(dǎo)體化。半導(dǎo)體化BaTiO 3等材料簡(jiǎn)稱為半導(dǎo)體(體)瓷。同時(shí)加入Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和其他提高正電阻溫度系數(shù)的添加劑,采用普通陶瓷工藝成型和高溫?zé)Y(jié)成半導(dǎo)體鈦酸鉑及其固溶體。以獲得熱敏電阻材料的正向特性。它的溫度系數(shù)和居里點(diǎn)溫度隨成分和燒結(jié)條件(特別是冷卻溫度)的變化而變化。

鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu),是一種鐵電材料,純鈦酸鋇是一種絕緣材料.在鈦酸鋇材料之中加入微量稀土元素,進(jìn)行適當(dāng)熱處理之后,在居里溫度鄰近,電阻率陡增幾個(gè)數(shù)量級(jí),產(chǎn)生PTC效應(yīng),此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度鄰近材料的相變有關(guān).鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料,晶粒間存在著晶粒間界面.該半導(dǎo)瓷當(dāng)達(dá)到某一特定溫度或電壓,晶體粒界就發(fā)生變化,從而電阻急劇變化.。

鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)起因于粒界(晶粒間界).對(duì)于導(dǎo)電電子來說,晶粒棟界面相當(dāng)于一個(gè)勢(shì)壘.當(dāng)溫度低時(shí),由于鈦酸鋇之內(nèi)電場(chǎng)的作用,導(dǎo)致電子極容易越過勢(shì)壘,則電阻值較?。?dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度(即臨界溫度)鄰近時(shí),之內(nèi)電場(chǎng)受到破壞,它不能幫助導(dǎo)電電子越過勢(shì)壘.這相當(dāng)于勢(shì)壘升高,電阻值突然增大,產(chǎn)生PTC效應(yīng).鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢(shì)壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢(shì)壘模型,它們分別從不同方面對(duì)PTC效應(yīng)作出了合理解釋.。

PTC熱敏電阻除用作加熱元件之外,同時(shí)還能起到“開關(guān)”的作用,兼有敏感元件、加熱器和開關(guān)三種功能,稱之為“熱敏開關(guān)”,如圖2和3所示.電流通過元件之后引起溫度升高,即發(fā)熱體的溫度上升,當(dāng)超過居里點(diǎn)溫度之后,電阻增加,從而限制電流增加,于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低,電阻值的減小又使電路電流增加,元件溫度升高,周而復(fù)始,因此具有使溫度保持在特定范圍的功能,又起到開關(guān)作用.利用這種阻溫特性做成加熱源,作為加熱元件應(yīng)用的有暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等,還可對(duì)電器起到過熱保護(hù)作用。

NTC(Negative Temperature Coeff1Cient)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、鋅等兩種或兩種超過的金屬氧化物進(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。

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