如何选择半导体热敏电阻传感器？

图7-22 铜热电阻结构

1—线圈骨架；2—铜丝；3—扎线；4—补偿导线；5—铜导线

半导体比金属具有更大的电阻温度系数，常称半导体电阻为热敏电阻。热敏电阻具有灵敏度高、体积小、较稳定、制作简单、价格便宜、寿命长，易于维护等特点，已经得到广泛应用。热敏电阻按其电阻随温度变化规律可分为三种类型：

(1)负温度系数(NTC)热敏电阻，一定范围内电阻值随温度升高而减小。

(2)正温度系数(PTC)热敏电阻，一定范围内电阻值随温度升高而增加。

(3)临界温度电阻(CTR)，也具有负温度系数，但当温升超过某一临界温度时，电阻值就急剧下降。(www.xing528.com)

NTC 热敏电阻主要用于温度测量，PTC 和CTR 热敏电阻主要用作温度开关。NTC 热敏电阻主要是Mn、Co、Ni、Fe 等过渡金属氧化物的复合烧结体，通过不同材料的组合，能对电阻值和温度特性进行调整。

NTC 热敏电阻负温度系数特性可由图7-23 定性说明其机理，图7-23(a)表示温度低时很多电子落到势阱中而不能爬出来，故电阻值高；图7-23(b)表示温度高时很多电子接受热能而从势阱中跑出来，故电阻值下降。

PTC 型热敏电阻的代表材料是BaTiO3，在室温到100℃左右该电阻具有NTC 特性，超过100℃，电阻值突然增加，这就是典型的PTC 特性。PTC 特性出现在BaTiO3 的居里温度点附近，故可认为，温度超过居里点，多晶BaTiO3 的晶粒边界的势垒急剧升高，因此电阻值急剧增加。PTC 的这种特性可由图7-23(c)和图7-23(d)定性说明，图7-23(c)表明，温度在居里点以下时，电子较容易通过晶粒边界。图7-23(d)说明，温度在居里点以上时，由于势能的顶峰很高，故电子通过困难。

图7-23 NTC 和PTC 热敏电阻的机理

(a)低温时；(b)高温时；(c)居里点以下(铁电区)；(d)居里点以上(顺电区)