什么是PTC熱敏電阻?搞不懂PTC熱敏電阻,看這篇就對(duì)了!
一直以來(lái),PTC熱敏電阻都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)?lái)PTC熱敏電阻的相關(guān)介紹,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。
PTC是PosiTIve Temperature Coefficient 的縮寫,意思是正的溫度系數(shù), 泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻,簡(jiǎn)稱PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻,超過(guò)一定的溫度(居里溫度)時(shí),它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。
陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體,而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基,摻雜其它的多晶陶瓷材料制造的,具有較低的電阻及半導(dǎo)特性。通過(guò)有目的的摻雜一種化學(xué)價(jià)較高的材料作為晶體的點(diǎn)陣元來(lái)達(dá)到的: 在晶格中鋇離子或鈦酸鹽離子的一部分被較高價(jià)的離子所替代,因而得到了一定數(shù)量產(chǎn)生導(dǎo)電性的自由電子。對(duì)于PTC熱敏電阻效應(yīng),也就是電阻值階躍增高的原因,在于材料組織是由許多小的微晶構(gòu)成的,在晶粒的界面上, 即所謂的晶粒邊界(晶界)上形成勢(shì)壘,阻礙電子越界進(jìn)入到相鄰區(qū)域中去,因此而產(chǎn)生高的電阻,這種效應(yīng)在溫度低時(shí)被抵消: 在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強(qiáng)度在低溫時(shí)阻礙了勢(shì)壘的形成并使電子可以自由地流動(dòng)。 而這種效應(yīng)在高溫時(shí),介電常數(shù)和極化強(qiáng)度大幅度地降低,導(dǎo)致勢(shì)壘及電阻大幅度地增高 ,呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的PTC效應(yīng)。
將能夠達(dá)到電氣性能和熱性能要求的混合物 (碳酸鋇和二氧化鈦以及其它的材料) 稱量、混合再濕法研磨, 脫水干燥后干壓成型制成圓片形、長(zhǎng)方形、圓環(huán)形、蜂窩狀的毛坯。 這些壓制好的毛坯在較高的溫度下(1400℃左右)燒結(jié)成陶瓷,然后上電極使其表面金屬化,根據(jù)其電阻值分檔檢測(cè)。 按照成品的結(jié)構(gòu)形式釬焊封裝或裝配外殼,之后進(jìn)行最后的全面檢測(cè)。
PTC熱敏電阻的特性包括:
1、電壓-電流特性(V-I特性)
電壓-電流特性即伏安特性,是指在25攝氏度靜止空氣中,夾在熱敏電阻器引出端的電壓與達(dá)到熱平衡的穩(wěn)態(tài)條件下的電流之間的關(guān)系。
PTC熱敏電阻伏安特性大致可分為三個(gè)區(qū)域:在0-VK之間的區(qū)域稱為線性區(qū),此區(qū)域的電壓和電流之間的線性變化不大,稱為不動(dòng)作區(qū)。在VK~Vmax之間的區(qū)域稱為躍變區(qū),此時(shí)由于PTC熱敏電阻的自熱升溫、電阻值產(chǎn)生躍變,電流隨著電壓的上升而下降,也稱為動(dòng)作區(qū)。在VD以上的區(qū)域稱為擊穿區(qū)。
2、電流-時(shí)間特性(I-T特性)
電流-時(shí)間特性是指熱敏電阻器在增加電壓過(guò)程中,電流隨著時(shí)間變化的特性。開(kāi)始加電壓瞬間的電流稱為起始電流,平衡時(shí)的電流稱為殘余電流。
3、電阻-溫度特性(R-T特性)
電阻-溫度特性是指在規(guī)定電壓下,一定溫度范圍內(nèi),PTC熱敏電阻的零功率電阻值與電阻自身溫度的關(guān)系,也就是說(shuō)PTC熱敏電阻的電阻值隨著溫度呈上升而增大。
PTC熱敏電阻可以用在下面3個(gè)方面:
1、過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載等保護(hù)
PTC過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載等保護(hù)作用應(yīng)用非常廣泛,把PTC直接串聯(lián)在電路當(dāng)中,在線路出現(xiàn)短路或其他原因?qū)е码娏鬟^(guò),PTC熱敏電阻能夠抑制電流過(guò)大甚至阻斷電流來(lái)保護(hù)所需元件或后級(jí)電路。主要用于電源變壓器、各種充電器、各種儀器儀表等過(guò)流過(guò)熱保護(hù)場(chǎng)合,這是PTC熱敏電阻利用最為廣泛的一種作用,我們也見(jiàn)的比較多,特別是在電源設(shè)備當(dāng)中。
2、電機(jī)、馬達(dá)、壓縮機(jī)等啟動(dòng)輔助
電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都要克服自身的慣性,例如對(duì)于單相啟動(dòng),在啟動(dòng)時(shí)需要較大的扭矩。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)正常后,需要的扭矩不是很大,這時(shí)候可以給電機(jī)添加輔助線路,可以理解為輔源,相當(dāng)于電動(dòng)車爬坡時(shí)候需要一個(gè)更大的動(dòng)力,將PTC熱敏電阻串聯(lián)進(jìn)啟輔助線路當(dāng)中。
3、彩色電視機(jī)、顯像管等消磁應(yīng)用
這種PTC熱敏電阻作用是消除彩色陰罩以及地磁等雜散磁場(chǎng)對(duì)彩色畫面的影響,普通彩色電視機(jī)中的自動(dòng)消磁電路一般者由兩部組成,即消磁線圈和消磁電阻。PTC消磁元件是利用其電流--時(shí)間特性進(jìn)行工作的。
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