热敏电阻简介

热敏电阻是一种特殊材料制成的电阻，其电阻值会随温度的变化而变化。根据阻值变化系数的不同，热敏电阻分为两类，一类叫做正温度系数热敏电阻（PTC），其电阻值随温度的升高而升高；另一类叫做负温度系数热敏电阻（NTC），其电阻值随温度的升高而降低。

负温度系数热敏电阻（NTC）

正温度系数热敏电阻（PTC）

热敏电阻工作原理

• 正温度系数热敏电阻（PTC）

PTC一般是以钛酸钡为主要材料的，在钛酸钡中添加少量稀土元素，通过高温烧结而成。钛酸钡是一种多晶体材料，其内部晶体与晶体之间存在晶体粒子界面，当温度较低时，由于内电场的作用，导电电子是很容易越过粒子界面的，这个时候，其电阻值会比较小。当温度升高时，内电场会受到破坏，导电电子很难越过粒子界面，此时的电阻值就会上升。

• 负温度系数热敏电阻（NTC）

NTC一般是以氧化钴、氧化镍等金属氧化物材料制成的。这类金属氧化物内部的电子和空穴较少，其电阻值就会较高，当温度升高时，其内部电子和空穴的数量会随之增加，电阻值就会降低。

热敏电阻的优缺点

• 优点

灵敏度高，热敏电阻的温度系数要比金属大10-100倍以上，能够检测出10-6℃的温度变化；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℃；体积小，能够测量其他温度计无法测量空间的温度。

• 缺点

热敏电阻的缺点主要是阻值与温度的关系非线性严重；而且元件的一致性差，互换性差；一旦出现损坏是难以找到可互换的产品。不仅如此，热敏电阻的元件易老化，稳定性也是比较差的；而且除特殊高温热敏电阻外，绝大多数热敏电阻仅适合0~150℃范围。

热敏电阻的应用

热敏电阻最主要的应用是作为温度检测元件的，温度检测通常采用的是负温度系数的热敏电阻，也就是NTC。像是常用的家用电器，比如电饭锅、电磁炉等，都会用到热敏电阻。

超温报警器电路

上图是一个由热敏电阻作为温度检测元件构成的超温报警器电路。

其工作原理为：当环境或者被检测的温度较低时，热敏电阻RT的阻值较高，此时逻辑门IC-1的输入端为高电平，经过IC-1反相后为低电平，此时三极管VT1的基极为低电平，VT1截止，继电器不动作；经IC-2反相后输出为高电平，LED不发光；IC-3输入端为低电平，由IC-3及IC-4组成的振荡电路不工作，扬声器无声音输出。

当温度上升时，RT的阻值减小，当温度上升到一定值时，IC-1的输入端变为低电平，经反相后输出高电平，此时三极管VT1的基极为高电平，三极管导通，继电器线圈得电动作，控制后面的负载工作；经IC2反相后输出低电平，LED发光；IC-3输入端为高电平，振荡器工作，扬声器发出声音报警。

热敏电阻除了作为温度检测元件以外，还有以下几种应用。

NTC在开关电源中的应用

开关电源是AC-DC-AC-DC的工作过程，交流电经过整流后，会通过电容滤波，在通电的瞬间，由于要向电容充电，瞬间的电流会比正常工作时大很多，这就会对前面的整流部分，保险管已经电网造成一定的冲击。通常会在开关电源的输入端串联NTC，由于NTC在常温下阻值高，在通电的瞬间会起到一定的限流作用，电流流过会使NTC发热，随着温度的升高，其电阻值会减小，此时就会相当于一根导线，保证电源的正常运行。

PTC消磁电阻

老式的显像管（CRT）电视是通过电磁场改变电子束的运动方向来显示图像的。受环境磁场或地磁的影响，会使电子束发生偏离，从而影响显示的图像以及色彩。在电视开机的时候，需要对显像管进行消磁处理。消磁线圈是包围在显像管周围的，通入工频交流电就可以达到消磁目的，而消磁的过程只需在上电的瞬间。

在消磁电路中接入PTC，就可以达到消磁后自动断电的目的。常温下由于PTC阻值较小，此时交流电会通过消磁电阻向消磁线圈供电，有电流流过会使消磁电阻温度升高，随着温度的升高，其电阻值会上升，就会使整个消磁电路的电流减小，使消磁线圈停止工作。

PTC加热板

传统的电加热一般采用的是钨丝作为发热材料，而其寿命较短，抗震能力弱。很多的家用电器，如暖风机、空调的电辅助加热都采用了PTC作为加热材料。PTC的使用寿命比钨丝要长很多，而且随着加热温度的上升，PTC的电阻值也会随之上升，其工作电流就会慢慢减小，当温度下降后，电阻值下降，电流上升，能够起到一定的自动恒温目的。