热敏电阻[1].ppt

2-4热敏电阻 2-4-1热敏电阻模型 l热敏电阻是电阻随温度变化的半导体材料 l有两种类型热敏电阻： 正温度系数，PTC (Positive Temperature Coefficient) 负温度系数，NTC(Negative Temperature Coefficient) l负温度系数（ NTC）：温度升高时，载流子数增加，电阻降低 电阻变化随温度呈指数关系： Rr=R0eB(1/T-1/T0) 2-4-1 R0 - 25(或其它参考温度)时的电阻 T0 - 25(或其它参考温度)时的绝对温度K （T0 = 273.15 + 25298 ） B - 材料的特征温度 +t -t 热敏电阻1 l1 几种负温度系数热敏电阻的电阻温度曲线 热敏电阻1 l2 lNTC等效电阻温度系数或相对灵敏度为 （dRT/dT)/RT -B/T2 2-4-2 例2.4.1 另一种NTC热敏电阻的模型是RT=AeB/T试确定一个在25时具有 B=4200K及100k的热敏电阻的A,并计算在0 和100 时的值 由(2-4-1),得到 A= R0e-B/T0 = (100K )e-(4200K)/（273.15+25K） = 0.0762 在0(273.5K)时, 0 -B/T2 -(4200K)/(273.15K)2 -0.0563/K 在100(373.5K)时, 100 -B/T2 -(4200K)/(373.15K)2 -0.0302/K 热敏电阻1 l3 lB可以通过测量在两个参考温度(T1,T2)下的阻值(R1,R2）进行计算,由(2-4 -1)有, B=ln(R2/R1) / (1/T1-1/T2) 2-4-3 例2.5试计算25时具有5000 和60时具有1244的负温度系数(NTC)热 敏电阻的B。

根据式(2-4-3) B= ln(1244 / 5000 ) / (1/(273.15K+60K)-1/(273.15K+25K) = 3948K 热敏电阻1 l4 l正温度系数热敏电阻PTC 根据成分和掺杂程度，有两种正温度系数热敏电阻 陶瓷正温度系数热敏电阻： 在到达居里温度时，电阻突然增加； 电阻温度系数可高达100/ 转换温度定义为两倍电阻最小值相对应的温度， 半导体可变电阻器：(掺杂硅热敏电阻) 在60 150范围内硅电阻器服从下列规律： RT=R25 (273.15K+T)/298.15K) 2.3 2-4-3 热敏电阻1 l5 热敏电阻特点 l优点 灵敏度高，对温度可给出 高分辩率； 其高电阻率允许生产具有 快速相应和长连接导线的 热敏电阻； 容易模压到封装壳中，坚 固耐用 l缺点 不如热电阻稳定； 通过老化可提高稳定性； 非线性程度远高于热电阻 存在互换性问题； 更换热敏电阻后需要重新调整 电路 热敏电阻1 l6 2-4-2热敏电阻的类型和应用 负温度系数热敏电阻是将金属和掺杂氧化物，进行混合和烧制并利用环氧树脂封装 制成的 开关型正温度系数热敏电阻是基于钛酸钡的陶瓷圆片，再附加钛酸铅或钛酸锆用于 开关温度进行微调。

可提供转换温度为80350的电阻 半导体可变电阻是建立在掺杂硅的基础上，常用于要求温度系数为0.77%的半导 体器件和电路的补偿工作 热敏电阻1 l7 各种形状的负温度系数热敏电阻 l温度测量 探头式、箔式、片式、小珠 式和圆片式 l温度补偿和控制 垫片式、棒式、其它圆片式 l生物医学 SMD（表面封装）型 热敏电阻1 l8 常用负温度系数热敏电阻一般特性 热敏电阻1 l9 负温度系数热敏电阻的应用 a)温度测量 汽车冷却水的温度 b)温度补偿电路 铜线圈正温度系数NTC b)温度控制 c)液位控制 汽车润滑油 b)进行连接时的时间延迟 热敏电阻1 l10 开关型正温度系数热敏电阻的应用 a)单相电机的启动 汽车冷却水的温度 b)自动去磁电路 铜线圈正温度系数PTC b)抑制拉弧 热敏电阻1 l11 2-4-3热敏电阻的线性化 l在负温度系数电阻RT旁边并联一个电阻R 两个电阻并联后 Rp=RTR/(R+RT) l Rp的灵敏度：dPp/dT=R2/(RT+R)2 dRT/dT l为改善线性，可挑选电阻R或RT ，使在三个等间隔温度点（ T1,T2,T3)的并联电阻值(Rp1,Rp2,Rp3)的间隔也相同,也就是 若T1-T2=T2-T3,则要求 Rp1 - Rp2 = Rp2 - Rp3 将Rp1,Rp2,Rp3代入 RT1R/(R+RT1) RT2R/(R+RT2) RT2R/(R+RT2) RT3R/(R+RT3) 求解得 l R= ( RT2(RT1 +RT3)- 2RT1 RT3 )/ (RT1 +RT3- RT2 ) l上式与RT的数学模型无关。

因此解析法也适用于正温度系数 热敏电阻和其它非线性电阻传感器 RRT 热敏电阻1 l12 。