什么是热敏电阻和正压电阻,它们用在什么地方

热敏电阻是一种具有随温度变化的电阻的半导体元件。该组件于 1930 年由科学家塞缪尔·鲁本 (Samuel Reuben) 发明,至今仍在技术中广泛使用。

热敏电阻由不同的材料制成, 电阻温度系数 (TCR) 这是相当高的 - 明显优于金属合金和纯金属,即来自特殊的特定半导体。

热敏电阻

直接地,主要的电阻元件是通过粉末冶金,加工某些金属的硫族化物、卤化物和氧化物而获得的,赋予它们不同的形状,例如,以不同尺寸的盘或棒、大垫圈、中管、薄板的形式,小珠子,大小从几微米到几十毫米……

什么是热敏电阻和正压电阻

根据元件电阻与其温度之间相关性的性质,他们将热敏电阻分为两大类——正极电阻和热敏电阻。正极电阻的 TCS 为正(因此,正极电阻也称为 PTC 热敏电阻),热敏电阻的 TCS 为负(这就是它们被称为 NTC 热敏电阻的原因)。

热敏电阻 — 由具有负温度系数和高灵敏度的半导体材料制成的温度相关电阻器,posistor — 具有正温度系数的温度相关电阻器。因此,随着正极体温度的升高,其电阻值降低,而随着热敏电阻温度的升高,其电阻值也相应降低。

今天的热敏电阻材料有:钴、锰、铜和镍等过渡金属的多晶氧化物混合物,IIIIBV 型化合物,以及掺杂的玻璃状半导体,如硅和锗以及一些其他物质。值得注意的是钛酸钡固溶体正极材料。

热敏电阻可分为:

  • 低温等级(工作温度170K以下);

  • 介质温度等级(工作温度从 170 K 到 510 K);

  • 高温级(工作温度570K及以上);

  • 单独的高温等级(工作温度从 900 K 到 1300 K)。

所有这些元件,包括热敏电阻和正极电阻,都可以在不同的气候外部条件以及显着的物理外部和电流负载下工作。然而,在剧烈的热循环下,它们的初始热电特性,如标称室温电阻和电阻温度系数,会随时间发生变化。

还有一些组合组件,例如,间接加热的热敏电阻……此类设备的外壳包含热敏电阻本身和一个电流隔离的加热元件,该加热元件设置热敏电阻的初始温度,并相应地设置其初始电阻。

这些器件用作可变电阻器,由施加到热敏电阻加热元件的电压控制。

VAC 正极

根据给定元件的 I-V 特性的工作点如何选择,电路中热敏电阻的工作模式也被确定。而 I-V 特性本身与设计特性和施加到的温度有关组件的外壳。

为了控制温度波动并补偿动态变化的参数,例如电路中的电流和施加的电压,这些参数会在温度条件变化后发生变化,使用热敏电阻,其工作点设置在 I - V 的线性部分特色。

根据 I - V 特性的工作点

但是,如果使用热敏电阻,工作点传统上设置在 I-V 特性(NTC 热敏电阻)的下降部分,例如,在跟踪和测量微波辐射强度的系统中用作启动器、时间继电器,在火警系统中, 热控制, 在用于控制散装物质和液体流动的装置中。

当今最流行的中温热敏电阻和正极电阻,在 1 K 时 TCS 从 -2.4 到 -8.4%……它们的工作电阻范围从欧姆到兆欧。

有一些正极电阻在 1 K 时的 TCR 相对较低,为 0.5% 至 0.7%,以硅为基础制成。它们的电阻几乎呈线性变化。这种正极广泛应用于各种现代电子设备,尤其是大功率电子设备中的温度稳定系统和功率半导体开关的主动冷却系统。这些组件很容易放入原理图中,并且不会占用太多电路板空间。

典型的正极是陶瓷盘的形式,有时在一个外壳中串联安装多个元件,但更常见的是在保护性搪瓷涂层中的一种变体中。由于其朴实无华和物理稳定性,正极电阻通常用作保险丝以保护电路免受过电压和电流的影响,以及温度传感器和自稳定元件。

电子板上的热敏电阻和 PTC 热敏电阻

热敏电阻广泛应用于许多电子领域,尤其是在温度过程的精确控制非常重要的领域。这适用于数据传输设备、计算机技术、高性能处理器和高精度工业设备。

热敏电阻应用的最简单和最流行的示例之一是有效的浪涌电流限制。此刻,电压由市电提供给电源,非常尖锐 电容充电 初级电路中会流过很大的电容和很大的充电电流,这会烧毁二极管桥。

这个电流在这里,它受到热敏电阻的限制,也就是说,这个电路元件根据通过它的电流改变它的电阻,因为根据欧姆定律,它会变热。几分钟后,一旦冷却到室温,热敏电阻就会恢复其原始电阻。

我们建议您阅读:

为什么电流是危险的?