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標題: PTC熱敏電阻應用詳解 [打印本頁]

作者: 六月試 時間: 2017-10-9 14:41
標題: PTC熱敏電阻應用詳解
PTC 熱敏電阻
   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.
   陶瓷材料通常用作高電阻的優良絕緣體,而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基,摻雜其它的多晶陶瓷材料制造的,具有較低的電阻及半導特性.通過有目的的摻雜一種化學價較高的材料作為晶體的點陣元來達到的:在晶格中鋇離子或鈦酸鹽離子的一部分被較高價的離子所替代,因而得到了一定數量產生導電性的自由電子.對于 PTC 熱敏電阻效應,也就是電阻值階躍增高的原因,在于材料組織是由許多小的微晶構成的,在晶粒的界面上,即所謂的晶粒邊界(晶界)上形成勢壘,阻礙電子越界進入到相鄰區域中去,因此而產生高的電阻.這種效應在溫度低時被抵消: 在晶界上高的介電常數和自發的極化強度在低溫時阻礙了勢壘的形成并使電子可以自由地流動.而這種效應在高溫時,介電常數和極化強度大幅度地降低,導致勢壘及電阻大幅度地增高,呈現出強烈的PTC效應. 本內容很好的介紹熱敏電阻應用PTC 熱敏電阻與溫度的依賴關系（R-T特性）
電阻-溫度特性通常簡稱為阻溫特性，指在規定的電壓下，PTC熱敏電阻零功率電阻與電阻體溫度之間的依賴關系。零功率電阻,是指在某一溫度下測量PTC 熱敏電阻值時,加在PTC熱敏電阻上的功耗極低,低到因其功耗引起的PTC熱敏電阻的阻值變化可以忽略不計.額定零功率電阻指環境溫度25℃條件下測得的零功率電阻值.
表征阻溫特性好壞的重要參數是溫度系數α ,反映的是阻溫特性曲線的陡峭程度。溫度系數α越大,PTC熱敏電阻對溫度變化的反應就越靈敏，即PTC效應越顯著，其相應的PTC熱敏電阻的性能也就越好，使用壽命就越長。PTC熱敏電阻的溫度系數定義為溫度變化導致的電阻的相對變化. α =
(lgR2-lgR1)/(T2-T1)一般情況下，T1取Tc+15℃, T2取Tc+25℃來計算溫度系數。 Rmin : 最小電阻 ,  Tmin:  Rmin時的溫度, RTc : 2倍Rmin, Tc : 居里溫度電壓和電流的關系（V-I 特性）
電壓-電流特性簡稱伏安特性，它展示了PTC熱敏電阻在加電氣負載達到熱平衡的情況下，電壓與電流的相互依賴關系。
   PTC熱敏電阻的伏安特性大致可分為三個區域：
   在0-Vk 之間的區域稱為線性區，此間的電壓和電流的關系基本符合歐姆定律，不產生明顯的非線性變化，也稱不動作區。在Vk-Vmax之間的區域稱為躍變區，此時由于PTC熱敏電阻的自熱升溫，電阻值產生躍變，電流隨著電壓的上升而下降，所以此區也稱動作區。在VD以上的區域稱為擊穿區，此時電流隨著電壓的上升而上升， PTC熱敏電阻的阻值呈指數型下降，于是電壓越高，電流越大，PTC熱敏電阻的溫度越高，阻值越低，很快導致PTC熱敏電阻的熱擊穿。伏安特性是過載保護 PTC熱敏電阻的重要參考特性。
電流和時間的關系（I-t 特性）
   電流-時間特性是指PTC熱敏電阻在施加電壓的過程中，電流隨時間變化的特性。開始加電瞬間的電流稱為起始電流，達到熱平衡時的電流稱為殘余電流。
   一定環境溫度下,給PTC熱敏電阻加一個起始電流(保證是動作電流),通過PTC熱敏電阻的電流降低到起始電流的50%時經歷的時間就是動作時間.電流-時間特性是自動消磁PTC熱敏電阻、延時啟動PTC熱敏電阻、過載保護PTC熱敏電阻的重要參考特性。
應用一  晶體管溫度補償電路
晶體管的主要參數，如電流放大倍數、基極-發射極電壓、集電極電流等，都與環境溫度密切相關。因此，在晶體管電路中需要采取必要的溫度補償措施，才能獲得較高的穩定性和較寬的使用環境溫度范圍。
采用NTC 熱敏電阻器的晶體管溫度補償電路，普遍存在高溫（一般在50℃以上）補償不足、輸入阻抗

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