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什么是半导体热敏电阻?

发布时间:2012-11-15

所谓热敏电阻器,故名思意就是对于温度比较敏感的一种无源元件——电阻器,目前主要有金属热敏电阻器和半导体热敏电阻器两种。半导体热敏电阻器的灵敏度要高于金属热敏电阻器.,这里小编带大家认识半导体热敏电阻器。
半导体热敏电阻器。它可由单晶、多晶以及玻璃、塑料等半导体材料制成。这种电阻器具有一系列特殊的电性能,最基本的特性是其阻值随温度的变化有极为显著的变化,以及伏安曲线呈非线性。

简介  
电阻值随温度变化而变化的敏感元件。在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器;电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。


热敏电阻器的电阻-温度特性曲线

图中为四种常见的热敏电阻器的电阻-温度特性曲线。曲线 1是金属热敏电阻器。它的电阻值随温度上升而线性增加,电阻温度系数为+0.004K-1左右。曲线2是普通负温度系数热敏电阻器。它的电阻值随温度上升而呈指数减小,室温下的电阻温度系数为-0.02K-1~-0.06K-1。曲线3是临界热敏电阻器(CTR)。它的电阻值在某一特定温度附近随温度上升而急剧减小,变化量达到2~4个数量级。曲线4A和4B是钛酸钡系正温度系数热敏电阻器。前者为缓变型,室温下的电阻温度系数在+0.03~+0.08K-1之间;后者为开关型,在某一较小温度区间,电阻值急增几个数量级,电阻温度系数可达+0.10~+0.60K-1。   1871年西门子公司首先用纯铂制成测温用铂热敏电阻器,之后又出现纯铜和纯镍热敏电阻器。这类纯金属热敏电阻器有极好的重复性和稳定性。早在1834年以前,M.法拉第就发现硫化银等半导体材料具有很大的负电阻温度系数。但直到20世纪30年代,才使用硫化银、二氧化铀等材料制成有实用价值的热敏电阻器。1940年美国J.A.贝克等人发现某些过渡金属氧化物经混合烧结后,成为具有很大负温度系数的半导体,而且性能相当稳定。1946年后生产的普通负温度系数热敏电阻器,绝大多数是用这种合成氧化物半导体制成的。1954年P.W.哈依曼等人发现添加微量稀土元素的钛酸钡陶瓷具有较理想的正电阻温度系数,以后在此基础上制成了热敏电阻器,并发展成系列品种,应用范围日益扩大。

种类  
热敏电阻器种类繁多,一般按阻值温度系数可分为负电阻温度系数(以下简称负温系数)和正电阻温度系数(以下简称正温系数)热敏电阻器;   
按其阻值随温度变化的大小可分为:缓变和突变型;   
按其受热方式可分为:直热式和旁热式;   
按其工作温度范围可分为:常温、高温和超低温热敏电阻器;   
按其结构分类有:棒状、圆片、方片、垫圈状、球状、线管状、薄膜以及厚膜等热敏电阻器。主要特点是对温度灵敏度高,热惰性小,寿命长,体积小,结构简单,以及可制成各热敏电阻器。因此,随着工农业生产以及科学技术的发展,这种元件已获得了广泛的应用,如温度测量、温度控制、温度补偿、液面测定、气压测定、火灾报警、气象探空、开关电路、过荷保护、脉动电压抑制、时间延迟、稳定振幅、自动增益调整、微波和激光功率测量等等。   
随着近代军事技术、特别是空间技术的发展,对热敏电阻器除了要求高可靠、长寿命、超高温和超低温外,还需要灵敏度更高、不需致冷、性能优良的测辐射功率的热敏器件。


热敏电阻


特性参数  
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0.1%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63.2%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。
    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。

热敏电阻器用途
主要的应用方面有:   
①利用电阻-温度特性来测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿;   
②利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用;   
③利用不同媒质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等;   
④利用热惯性作为时间延迟器。

近年来,由于对环境的需求越来越高,要求温度控制,温度补偿的电气电子设备越来越多,热敏电阻器的应用随之增加。在安全系统,汽车空调,办公室设备,家用电气,充电电池,电子控制打火系统等用的传感器中,热敏电阻器是不可缺少的元件。希望小编在本文中的知识整理能给大家带来帮助!

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