半导体热敏电阻.ppt

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1、半导体热敏电阻贡春艳09506108半导体热敏电阻半导体热敏电阻是利用半导体材料的热敏特性工作的半导体电阻。它是用对温度变化极为敏感的半导体材料制作成的，其电阻值随温度变化而发生极为明显的变化。按电阻温度系数不同，热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻两种。在工作温度范围内，正温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而急剧增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而急剧减小。PTC热敏电阻是在工作温度范围内，阻值随着温度地升高而增加地热敏电阻器称为正温度系数热敏电阻，简称PTC元件。PTC元件主体的主要材料是钛酸钡，掺入能改变居里点温度的物质和极微量的导电杂质，经研磨

2、、压型、高温烧结而成的复合钛酸盐的N型半导瓷。PTC元件在达到一个特定的温度前，电阻值随温度变化缓慢，当超过这个温度时，阻值剧增，发生阻值剧增变化的这点温度称居里点温度，是PTC元件的主要技术指标之一。在PTC元件的主体材料钛酸钡中掺入锶，可使居里点的温度在120℃以下，如果掺入铅，可使居里点温度在120℃以上，如果不掺入任何东西，居里点温度保持在120℃；同时掺入锶和钡，得到补偿型PTC元件。PTC元件应用较广，可用于温度补偿、电动机过流保护、自动温度调节和控制，恒温发生器。主要特点1、灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变

3、化；2、工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；3、体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；4、使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；5、易加工成复杂的形状，可大批量生产；6、稳定性好、过载能力强．PTC热敏电阻组织结构和功能原理陶瓷材料通常用作高电阻的优良绝缘体，而陶瓷PTC热敏电阻是以钛酸钡为基，掺杂其它的多晶陶瓷材料制造的，具有较低的电阻及半导特性。通过有目的的掺杂一种化学价较高的材料作为晶体的点阵元来达到的：在晶格中钡离子

4、或钛酸盐离子的一部分被较高价的离子所替代，因而得到了一定数量产生导电性的自由电子。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热敏电阻基本特性电阻－温度特性：表示PTC电阻（取对数）与温度的关系，有两种类型：

5、缓慢型（补偿型或A型）：PTC元件具有一般的线性阻温特性，其温度系数在＋（3～8）﹪/℃，可广泛的应用于温度补偿、温度测量、温度控制、晶体管过流保护。开关型（B型）：又称临界PTC元件,在温度达到居里点后，其阻值急剧上升，温度系数可达＋（15～60）﹪/℃以上，可用于晶体管电路以及电动机、线圈的过流保护。电动机及变压器的电流控制。各种电路设备的温度控制和控制、温度报警及恒温发热体等。伏－安特性（静态特性）：它表示当PTC元件施加电压后，因本身的自热功能，所产生的内热和外热达到平衡后电压和电流的关系。电流增加到最大，元件表面温度也增加到最大，元件自动调节温度，所以PTC元

6、件可以作为恒温加热元件，如保温器、电热器和恒温槽等。当工作点工作在最大值以下，PTC有限制大电流作用。当电路在正常状态时，PTC元件处于低阻状态，如电路出现故障或因过载有大电流通过元件时，PTC处于高阻状态。电流－时间特性：表示PTC元件的自热和外部热耗散达到平衡之前的电流与时间的关系。在PTC元件施加某一电压的瞬间，由于初值较小，电流迅速上升；随着时间的推移，因PTC元件的自热功能，进入正温电阻特性区域，阻值急剧增加，电流大幅下降，最后达到稳定状态、电流达到稳定状态的时间取决于PTC元件的热容量、热耗散系数和外加电压等。根据PTC的这种特性，可广泛的应用于电机启动、继

7、电器接点保护、定时器、彩色电视机自动消磁等。