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PTC热敏电阻是什么?

文章出处:yaxun88 人气:发表时间:2017-01-08 17:49

PTC是什么?
 
  PTC是Positive Temperature Coefficient 英文的缩写,意思是正的温度系数, 泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻.
PTC热敏电阻发展历史:
PTC(Positive Temperature Coefficient)为正温度系数热敏材料,它具有电阻率随温度升高而增大的特性。1955年荷兰菲利浦公司的海曼等人发现在BaTiO3陶瓷中加入微量的稀土元素后,其室温电阻率大幅度下降,在某一很窄的温度范围内其电阻率可以升高三个数量级以上,首先发现了PTC材料的特性。70多年来,对PTC材料的研究取得了重大的突破,PTC材料的理论日趋成熟,PTC目前已经广泛的被应用在电子行业的各个领域。
 
  PTC热敏电阻分子结构:
 
  PTC(PositiveTemperatureCoeff1Cient)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BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体,其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La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Mn、Fe、Cu、Cr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PTC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.
 
  PTC热敏电阻的工作原理:
 
  PTC热敏电阻(正温度系数热敏电阻即自恢复保险丝)是一种具温度敏感性的半导体电阻,一旦超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高.    
 
    对于PTC热敏电阻效应,也就是电阻值阶跃增高的原因,在于材料组织是由许多小的微晶构成的,在晶粒的界面上,即所谓的晶粒边界(晶界)上形成势垒,阻碍电子越界进入到相邻区域中去,因此而产生高的电阻.这种效应在温度低时被抵消:在晶界上高的介电常数和自发的极化强度在低温时阻碍了势垒的形成并使电子可以自由地流动.而这种效应在高温时,介电常数和极化强度大幅度地降低,导致势垒及电阻大幅度地增高,呈现出强烈的PTC效应.
 
  PTC热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件.PTC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)PTC电阻特性示意图
 
  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.
  PTC产品的开发及应用:
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”.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.利用这种电阻/温度特性形成恒温加热PTC.
自动消磁用PTC电阻
延时启动用PTC电阻
恒温加热用PTC电阻
过流保护用PTC电阻
过热保护用PTC电阻
传 感 器用PTC电阻
PTC特性曲线
 

此文关键字:PTC,PTC热敏电阻

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