什么是PTC热敏电阻?搞不懂PTC热敏电阻,看这篇就对了!
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一直以来,PTC热敏电阻都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来PTC热敏电阻的相关介绍,详细内容请看下文。
PTC是PosiTIve Temperature Coefficient 的缩写,意思是正的温度系数, 泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻。PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。
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。
将能够达到电气性能和热性能要求的混合物 (碳酸钡和二氧化钛以及其它的材料) 称量、混合再湿法研磨, 脱水干燥后干压成型制成圆片形、长方形、圆环形、蜂窝状的毛坯。 这些压制好的毛坯在较高的温度下(1400℃左右)烧结成陶瓷,然后上电极使其表面金属化,根据其电阻值分档检测。 按照成品的结构形式钎焊封装或装配外壳,之后进行最后的全面检测。
PTC热敏电阻的特性包括:
1、电压-电流特性(V-I特性)
电压-电流特性即伏安特性,是指在25摄氏度静止空气中,夹在热敏电阻器引出端的电压与达到热平衡的稳态条件下的电流之间的关系。
PTC热敏电阻伏安特性大致可分为三个区域:在0-VK之间的区域称为线性区,此区域的电压和电流之间的线性变化不大,称为不动作区。在VK~Vmax之间的区域称为跃变区,此时由于PTC热敏电阻的自热升温、电阻值产生跃变,电流随着电压的上升而下降,也称为动作区。在VD以上的区域称为击穿区。
2、电流-时间特性(I-T特性)
电流-时间特性是指热敏电阻器在增加电压过程中,电流随着时间变化的特性。开始加电压瞬间的电流称为起始电流,平衡时的电流称为残余电流。
3、电阻-温度特性(R-T特性)
电阻-温度特性是指在规定电压下,一定温度范围内,PTC热敏电阻的零功率电阻值与电阻自身温度的关系,也就是说PTC热敏电阻的电阻值随着温度呈上升而增大。
PTC热敏电阻可以用在下面3个方面:
1、过压、过流、过载等保护
PTC过压、过流、过载等保护作用应用非常广泛,把PTC直接串联在电路当中,在线路出现短路或其他原因导致电流过,PTC热敏电阻能够抑制电流过大甚至阻断电流来保护所需元件或后级电路。主要用于电源变压器、各种充电器、各种仪器仪表等过流过热保护场合,这是PTC热敏电阻利用最为广泛的一种作用,我们也见的比较多,特别是在电源设备当中。
2、电机、马达、压缩机等启动辅助
电机在启动时都要克服自身的惯性,例如对于单相启动,在启动时需要较大的扭矩。当转动正常后,需要的扭矩不是很大,这时候可以给电机添加辅助线路,可以理解为辅源,相当于电动车爬坡时候需要一个更大的动力,将PTC热敏电阻串联进启辅助线路当中。
3、彩色电视机、显像管等消磁应用
这种PTC热敏电阻作用是消除彩色阴罩以及地磁等杂散磁场对彩色画面的影响,普通彩色电视机中的自动消磁电路一般者由两部组成,即消磁线圈和消磁电阻。PTC消磁元件是利用其电流--时间特性进行工作的。
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