熱敏電阻是一種傳感器電阻，熱敏電阻的電阻值，隨著溫度的變化而改變，與一般的固定電阻不同。屬于可變電阻的一類，廣泛應(yīng)用于各種電子元器件中。不同于電阻溫度計(jì)使用純金屬，在熱敏電阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物。兩者也有不同的溫度響應(yīng)性質(zhì)，電阻溫度計(jì)適用于較大的溫度范圍，而熱敏電阻通常在有限的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的精度，通常是-90℃?130℃。

熱敏電阻主要作用是什么？

熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻。隨著溫度慢慢升高時(shí)，熱敏電阻的阻值會(huì)逐漸變大，溫度慢慢降低時(shí)，阻值隨之變小；故此，利用熱敏電阻對(duì)溫度的敏感特性，在電路中可以用來作為測(cè)量溫度的傳感器件。

熱敏電阻的主要特點(diǎn)是：

①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上；

②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達(dá)到2000℃）低溫器件適用于-273℃～55℃；

③體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；

④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；

⑤易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；

⑥穩(wěn)定性好、過載能力強(qiáng)．

由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨(dú)特的性能，所以在應(yīng)用方面它不僅可以作為測(cè)量元件（如測(cè)量溫度、流量、液位等），還可以作為控制元件（如熱敏開關(guān)、限流器）和電路補(bǔ)償元件。熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展前景極其廣闊。

一、PTC熱敏電阻

PTC（Positive Temperature Coeff1Cient）是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料，可專門用作恒定溫度傳感器。該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結(jié)體， 其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進(jìn)行原子價(jià)控制而使之半導(dǎo)化，常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡(jiǎn)稱為半導(dǎo)（體）瓷；同時(shí)還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物，采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化，從而得到正特性的熱敏電阻材料．其溫度系數(shù)及居里點(diǎn)溫度隨組分及燒結(jié)條件（尤其是冷卻溫度）不同而變化。

鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，它是一種鐵電材料，純鈦酸鋇是一種絕緣材料。 在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素，進(jìn)行適當(dāng)熱處理后，在居里溫度附近，電阻率陡增幾個(gè)數(shù)量級(jí)，產(chǎn)生PTC效應(yīng)，此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料，晶粒之間存在著晶粒間界面。 該半導(dǎo)瓷當(dāng)達(dá)到某一特定溫度或電壓，晶體粒界就發(fā)生變化，從而電阻急劇變化。

鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)起因于粒界（晶粒間界）。對(duì)于導(dǎo)電電子來說，晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)勢(shì)壘。溫度低時(shí)，由于鈦酸鋇內(nèi)電場(chǎng)的作用，導(dǎo)致電子極容易越過勢(shì)壘，則電阻值較小。 當(dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度（即臨界溫度）附近時(shí)，內(nèi)電場(chǎng)受到破壞，它不能幫助導(dǎo)電電子越過勢(shì)壘。這相當(dāng)于勢(shì)壘升高，電阻值突然增大，產(chǎn)生PTC效應(yīng)。鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢(shì)壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢(shì)壘模型，它們分別從不同方面對(duì)PTC效應(yīng)作出了合理解釋。

PTC熱敏電阻于1950年出現(xiàn)，隨后1954年出現(xiàn)了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在工業(yè)上可用作溫度的測(cè)量與控制， 也用于汽車某部位的溫度檢測(cè)與調(diào)節(jié)，還大量用于民用設(shè)備，如控制瞬間開水器的水溫、空調(diào)器與冷庫的溫度， 利用本身加熱作氣體分析和風(fēng)速機(jī)等方面。

PTC熱敏電阻除用作加熱元件外，同時(shí)還能起到“開關(guān)”的作用，兼有敏感元件、加熱器和開關(guān)三種功能，稱之為“熱敏開關(guān)”。 電流通過元件后引起溫度升高，即發(fā)熱體的溫度上升，當(dāng)超過居里點(diǎn)溫度后，電阻增加，從而限制電流增加， 于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低，電阻值的減小又使電路電流增加，元件溫度升高，周而復(fù)始，因此具有使溫度保持在特定范圍的功能，又起到開關(guān)作用。 利用這種阻溫特性做成加熱源，作為加熱元件應(yīng)用的有暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等，還可對(duì)電器起到過熱保護(hù)作用．

二、NTC熱敏電阻

NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）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。 該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、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。它的其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、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、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。

NTC熱敏電阻器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的階段。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，熱敏電阻器的研究取得重大進(jìn)展。1960年研制出了NTC熱敏電阻器，廣泛用于測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償?shù)确矫妗?/p>

它的測(cè)量范圍一般為-10～+300℃，也可做到-200～+10℃。

熱敏電阻器溫度計(jì)的精度可以達(dá)到0.1℃，感溫時(shí)間可少至10s以下。 它不僅適用于糧倉測(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．