NTC熱敏電阻.

1、NTC熱敏電阻是指具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。是使用單一高純度材料、具有接近理論密度結(jié)構(gòu)的高性能陶瓷。因此，在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，還具有電阻值、溫度特性波動(dòng)小、對(duì)各種溫度變化響應(yīng)快的特點(diǎn)，可進(jìn)行高靈敏度、高精度的檢測(cè)。本公司提供各種形狀、特性的小型、高可靠性產(chǎn)品，可滿(mǎn)足廣大客戶(hù)的應(yīng)用需求。NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻工作原理NTC是Negative Temperature Coefficient的縮寫(xiě)，意思是負(fù)的溫度系數(shù)，泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以鎰、鉆、銀和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬 氧化物材料都具有半

2、導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類(lèi)似楮、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子(電子 和孔穴)數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10O1000000歐姆，溫度系數(shù)-2%-6.5%。NTC熱敏電阻器可廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流等場(chǎng)合。NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)零功率電阻值 RT (Q)RT指在規(guī)定溫度T時(shí)，采用引起電阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)的測(cè)量功率測(cè)得的電阻值。電阻值和溫度變化的關(guān)系式為：RT = RN expB(1/T 1/TN)RT :在溫度T ( K )時(shí)的NTC熱

3、敏電阻阻值。RN :在額定溫度 TN ( K )時(shí)的NTC熱敏電阻阻值。T :規(guī)定溫度(K )。B : NTC熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。exp ：以自然數(shù)e為底的指數(shù)(e = 2.71828 )»該關(guān)系式是經(jīng)驗(yàn)公式，只在額定溫度TN或額定電阻阻值 RN的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度，因?yàn)椴牧铣?shù)B本身也是溫度T的函數(shù)。額定零功率電阻值 R25 ( Q)根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，額定零功率電阻值是 NTC熱敏電阻在基準(zhǔn)溫度 25 c時(shí)測(cè)得的電阻值 R25,這個(gè)電阻彳直就是 NTC熱敏電阻 的標(biāo)稱(chēng)電阻值。通常所說(shuō)NTC熱敏電阻多少阻值，亦指該值。材料常數(shù)(熱敏指數(shù))B值(K )B值被定義為：

4、RtlTInRT1 :溫度T1 （ K ）時(shí)的零功率電阻值。RT2 :溫度T2 （ K ）時(shí)的零功率電阻值。T1, T2 :兩個(gè)被指定的溫度（K ）。對(duì)于常用的 NTC熱敏電阻，B值范圍一般在 2000K6000K之間零功率電阻溫度系數(shù)（aT ）在規(guī)定溫度下，NTC熱敏電阻零動(dòng)功率電阻值的相對(duì)變化與引起該變化的溫度變化值之比值。aT:溫度T （ K ）時(shí)的零功率電阻溫度系數(shù)。RT :溫度T （ K ）時(shí)的零功率電阻值。T :溫度（T ）。B :材料常數(shù)。耗散系數(shù)（8）在規(guī)定環(huán)境溫度下，NTC熱敏電阻耗散系數(shù)是電阻中耗散的功率變化與電阻體相應(yīng)的溫度變化之比值。AP T8: NTC熱敏電阻耗散系數(shù)

5、，（ mW/ K ）。 P : NTC熱敏電阻消耗的功率（ mW ）。 T : NTC熱敏電阻消耗功率 P時(shí)，電阻體相應(yīng)的溫度變化（ K ）熱時(shí)間常數(shù)（T ）63.2%時(shí)所需的時(shí)間，熱時(shí)間常數(shù)與 NTC熱敏電在零功率條件下，當(dāng)溫度突變時(shí)，熱敏電阻的溫度變化了始未兩個(gè)溫度差的 阻的熱容量成正比，與其耗散系數(shù)成反比。r熱時(shí)間常數(shù)（S）。C: NTC熱敏電阻的熱容量。8: NTC熱敏電阻的耗散系數(shù)。額定功率Pn在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許消耗的功率。在此功率下，電阻體自身溫度不超過(guò)其最高工作溫度。最高工彳溫度Tmax在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器能長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許的最高溫度。即

6、T0-環(huán)境溫度測(cè)量功率Pm熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下，阻體受測(cè)量電流加熱引起的阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)時(shí)所消耗的功率。一般要求阻值變化大于 0.1%,則這時(shí)的測(cè)量功率 Pm為：Pm-電阻溫度特性NTC熱敏電阻的溫度特性可用下式近似表示：R產(chǎn)息日,式中：RT:溫度T時(shí)零功率電阻值。A:與熱敏電阻器材料物理特性及幾何尺寸有關(guān)的系數(shù)。B: B 值。T：溫度（k）。更精確的表達(dá)式為：Ry=利（式中：RT:熱敏電阻器在溫度 T時(shí)的零功率電阻值。T:為絕對(duì)溫度值，K;A、B、C、D:為特定的常數(shù)。熱敏電阻的基本特性電阻一溫度特性 熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似地用式 1表示。(式 1)

7、R=R° exp B(I/T-I/T。)R :溫度T(K)時(shí)的電阻值Ro:溫度T0(K)時(shí)的電阻值B : B值*T(K)= t(o C)+273.15但實(shí)際上，熱敏電阻的 B值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達(dá)5K/o因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時(shí)，將與實(shí)測(cè)值之間存在一定誤差。此處，若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計(jì)算時(shí)，則可降低與實(shí)測(cè)值之間的誤差，可認(rèn)為近似相等。(式 2) Bt=CT2+DT+E上式中，C、D、E為常數(shù)。另外，因生產(chǎn)條件不同造成的 B值的波動(dòng)會(huì)引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù) C、D不變。因此，在探討B(tài)值的波動(dòng)量時(shí)，只需考慮常數(shù)E即可。?常

8、數(shù)C、D、E的計(jì)算常數(shù)C、D、E可由4點(diǎn)的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù)(T0,R0).(T1,R1).(T2,R2)and (T3,R3),通過(guò)式36計(jì)算首先由式樣3根據(jù)T0和Ti,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式樣。_ 1mL:Rn/R。).(Bi-Bi) JjTa) (Bi-fc :Ti-h(Ti-r；) (T2-W "TaB-CCh+T力 Ch-T。(Ti-Ts)E=Bi-DTi-CTi-Ti?電阻值計(jì)算例試根據(jù)電阻一溫度特性表，求 25° C時(shí)的電阻值為5(kQ) B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10°C30°C的電阻值。?步驟(

9、1)根據(jù)電阻溫度特性表，求常數(shù) C、D、ETo=25+273.15 Ti=10+273.15 T 2=20+273.15 H30+273.15代入 BT=CT2+DT+E+50 ,求 BT。(3)將數(shù)值代入 R=5exp (B TI/T-I/298.15),求 R。7：10+273.15 30+273.15?電阻一溫度特性圖如圖1所示. 號(hào)0 1卬 F 己 L :31/1 (X10電阻-溫度情性圖電阻溫度系數(shù)所謂電阻溫度系數(shù)(a,)是指在任意溫度下溫度變化 1°C(K)時(shí)的零負(fù)載電阻變化率。電阻溫度系數(shù)(a曷B值的關(guān)系，可將式1 微分得到0=- ,孚 X 100 = -m tK/弋1

10、 一伍 D K 01I這里a前的負(fù)號(hào)()，表示當(dāng)溫度上升時(shí)零負(fù)載電阻降低散熱系數(shù)(JIS-C2570)散熱系數(shù)(渴指在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻元件通過(guò)自身發(fā)熱使其溫度上升rc時(shí)所需的功率。在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻的溫度 T”環(huán)境溫度T2及消耗功率P之間關(guān)系如下式所示3=法(P- I2 R= I , M)產(chǎn)品目錄記載值為下列測(cè)定條件下的典型值。(1)25靜止空氣中。(2)軸向弓|腳、經(jīng)向引腳型在出廠狀態(tài)下測(cè)定。額定功率(JIS-C2570)在額定環(huán)境溫度下，可連續(xù)負(fù)載運(yùn)行的功率最大值。產(chǎn)品目錄記載值是以25。C為額定環(huán)境溫度、由下式計(jì)算出的值。(式)額定功率=散熱系數(shù)X (最高使用溫度25)最大運(yùn)

11、行功率最大運(yùn)彳f功率工率熱系數(shù)(3.3)這是使用熱敏電阻進(jìn)行溫度檢測(cè)或溫度補(bǔ)償時(shí)，自身發(fā)熱產(chǎn)生的溫度上升容許值所對(duì)應(yīng)功率。(JIS中未定義。)容許溫度上升tC時(shí)，最大運(yùn)行功率可由下式計(jì)算。應(yīng)環(huán)境溫度變化的熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)(JIS-C2570)指在零負(fù)載狀態(tài)下，當(dāng)熱敏電阻的環(huán)境溫度發(fā)生急劇變化時(shí)，熱敏電阻元件產(chǎn)生最初溫度與最終溫度兩者溫度差的63.2%的溫度變化所需的時(shí)間。熱敏電阻的環(huán)境溫度從 T1變?yōu)門(mén)2時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t與熱敏電阻的溫度T之間存在以下關(guān)系。T=(Ti-T2)exp(-t/ t )+T.(3.1)(T2-Ti)1-exp(-1/ p )+T.(3.2)常數(shù)p稱(chēng)熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。上式中，

12、若令 t= p時(shí)，則(T-T1)/(T2-T1)=0.632。換言之，如上面的定義所述，熱敏電阻產(chǎn)生初始溫度差63.2%的溫度變化所需的時(shí)間即為熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。經(jīng)過(guò)時(shí)間與熱敏電阻溫度變化率的關(guān)系如下表所示。tf63.23gNracsas3t褪St表一1熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)溫度T產(chǎn)品目錄記錄值為下列測(cè)定條件下的典型值。(1)靜止空氣中環(huán)境溫度從 50至25°C變化時(shí)，熱敏電阻的溫度變化至 34.2 C所需時(shí)間(2)軸向弓|腳、徑向引腳型在出廠狀態(tài)下測(cè)定。另外應(yīng)注意，散熱系數(shù)、熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)隨環(huán)境溫度、組裝條件而變化。NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 R-T特性B值相同，阻值不同的R-T特性曲線示意圖

13、相同阻值，不同B值的NTC熱敏電阻R-T特性曲線示意圖溫度測(cè)量、控制用 NTC熱敏電阻器外形結(jié)構(gòu)52環(huán)氧封裝系列NTC熱敏電阻應(yīng)用電路原理圖20±23 S±0'22g±2玻璃封裝系列NTC熱敏電阻溫度測(cè)量（惠斯登電橋電路）溫度控制應(yīng)用設(shè)計(jì)? 電子溫度計(jì)、電子萬(wàn)年歷、電子鐘溫度顯示、電子禮品；? 冷暖設(shè)備、加熱恒溫電器；? 汽車(chē)電子溫度測(cè)控電路；? 溫度傳感器、溫度儀表；?醫(yī)療電子設(shè)備、電子盥洗設(shè)備；? 手機(jī)電池及充電電器。溫度補(bǔ)償用NTC熱敏電阻器產(chǎn)品概述許多半導(dǎo)體和ICs有溫度系數(shù)而且要求溫度補(bǔ)償，以在較大的溫度范圍中達(dá)到穩(wěn)定性能的作用，由于NTC熱敏電

14、阻器有較高的溫度系數(shù)，所以廣泛應(yīng)用于溫度補(bǔ)償。主要參數(shù)額定零功率電阻值 R25 (Q)R25允許偏差()B 彳1(25/50 )/ (K)時(shí)間常數(shù)30S耗散系數(shù)6mW/ C測(cè)量功率 0.1mW額定功率0.5W使用溫度范圍-55 C +125 C降功耗曲線:NTC熱敏電阻NTC (Negative Temperature Coefficient)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.該材料是利用鎰、銅、硅、鉆、鐵、饃、鋅等兩種或兩 種以上的金屬氧化物進(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

15、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、氮化鋰等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料.NTC熱敏半導(dǎo)瓷大多是尖晶石結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的氧化物陶瓷，具有負(fù)的溫度系數(shù)，電 阻值可近似表示為：式中RT、RT0分別為溫度T、T0時(shí)的電阻值，Bn為材料常數(shù).陶瓷晶粒本身由于溫 度變化而使電阻率發(fā)生變化，這是由半導(dǎo)體特性決定的.NTC熱敏電阻器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的階段.1834年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了硫化銀有負(fù)溫度系數(shù)的特性.1930年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氧化亞銅-氧化銅也具有負(fù)溫度系數(shù)的性能，并將之成 功地運(yùn)用在航空儀器的溫度補(bǔ)償電路中.隨后，由于晶體管技術(shù)的不斷發(fā)展，熱敏電阻器

16、的研究取得重大進(jìn)展.1960年研制出了 N1C熱敏電阻器.NTC熱敏電阻器廣泛用于測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償?shù)确矫?下面介紹一個(gè)溫度測(cè)量的應(yīng)用實(shí)例，NTC熱敏電阻測(cè)溫用原理如圖4所示.它的測(cè)量范圍一般為-10+300C,也可做到-200+10C,甚至可用于+300+1200 C 環(huán)境中作測(cè)溫用.RT為NTC熱敏電阻器；R2和R3是電橋平衡電阻；R1為起始電阻；R4 為滿(mǎn)刻度電阻，校驗(yàn)表頭，也稱(chēng)校驗(yàn)電阻； R7、R8和W為分壓電阻，為電橋提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電源R6 與表頭 （微安表）串聯(lián)， 起修正表頭刻度和限制流經(jīng)表頭的電流的作用R5與表頭并聯(lián)，起保護(hù)作用.在不平衡電橋臂（即 R1、RT）接入一只熱敏

17、元件 RT作溫度傳感探頭 由于熱敏電阻器的阻值隨溫度的變化而變化，因而使接在電橋?qū)蔷€間的表頭指示也相應(yīng)變化這就是熱敏電阻器溫度計(jì)的工作原理熱敏電阻器溫度計(jì)的精度可以達(dá)到0.1 C,感溫時(shí)間可少至 10s以下.它不僅適用于糧倉(cāng)測(cè)溫儀，同時(shí)也可應(yīng)用于食品儲(chǔ)存、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測(cè)量三、 CTR 熱敏電阻臨界溫度熱敏電阻 CTR （Critical Temperature Resistor）具有負(fù)電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小，具有很大的負(fù)溫度系數(shù)構(gòu)成材料是釩、鋇、鍶、磷等元素氧化物的混合燒結(jié)體，是半玻璃狀的半導(dǎo)體，也稱(chēng)CTR 為玻璃態(tài)熱敏電阻驟變溫度隨添加鍺、鎢、 鉬等的氧化物而變這是由