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PTCR簡介:
    PTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistance)是一種正溫度特性很強的熱敏電阻,主要構成是BaTiO3,BaTiO3陶瓷是一種典型的鐵電材料,常溫電阻率大于 10 12Ω·cm,為絕緣體,經過半導化摻雜后顯示出強烈的PTC效應——常溫電阻率很低,隨著溫度的升高,在居里點附近發生突變,產生幾個數量級的變化。這是因為在多晶BaTiO3半導體材料的晶粒邊界存在一個由表面態引起的勢壘層,在居里溫度下,晶界具有鐵電性,介電常數很大,勢壘高度低,電子很容易穿過勢壘,相應的材料電阻率小,但在居里溫度以上時,晶界層發生晶格轉變,鐵電性消失,介電常數急劇減小,根據居里一外斯定律,所以勢壘隨之升高。隨著勢壘高度的急劇增高,電子難以越過勢壘,相應材料的電阻率急劇上升,宏觀上表現為材料的PTC效應。由于PTC熱敏電阻器的這種特性,無論是在工業電子設備還是家用電器產品中,熱敏電阻器都得到了廣泛的應用,其應用領域按PTC熱敏電阻三種基本電氣性能可分類,其基本參數如圖所示。
下圖中:
Tc 居里溫度:它是PTC半導瓷相變的開始點,一般為PTC元件Rmin二倍阻值時所對應的溫度點;
Tmax 最大溫度:元件達到最高阻值時所對應的溫度;
Tp 最大工作溫度:工作范圍內的上限溫度;
Tmin 最小溫度:元件(正常)呈現最小電阻時的溫度;
T25 標準室溫25℃;
Rc 開關電阻:即居里點溫度時對應的電阻;
Rmax 最大電阻:元件所能達到的最高電阻;
Rp 最大工作電阻:上限工作溫度所對應的電阻;
Rmin 最小電阻:元件(正常)可呈現的最小電阻;
R25 室溫電阻:標準室溫時,元件所對應的電阻!
PTCR常用術語:
額定零功率電阻值 (Rn) 在25℃條件下,采用足夠低的功耗所測得的
熱敏電阻的直流電阻值。

最大工作電壓 (Vmax)

在25℃條件下,PTCR能承受的最大額定電壓。

最大電流 (Imax)

在最大額定電壓下,允許通過PTCR的最大電流(有效值)。

居里溫度 (Tc)

當PTCR的阻值升至2倍最小電阻值(Rmin)所對
應的溫度就是居里溫度,也稱開關溫度。

不動作電流 (Ih)

不動作電流即額定電流或保持電流,指在規定的時間和溫度條件下,不導致PTCR呈現高阻態的電流。

動作電流 (It)

使PTCR呈現階躍型增加時的電流。

最大電壓下的溫度范圍

PTCR在最大電壓下仍能連續工作的環境溫度范圍,一般為-10℃-+60℃。
電阻溫度系數(αT ) 電阻溫度系數是指通過Tp和Tb兩點割線的斜率。(αT )=(lnRp-lnRb)·100/(Tp-Tb)(%/℃)

PTCR特性:
    電阻—溫度特性是指在規定電壓下,熱敏電阻的零功率電阻與電阻體溫度之間的關系(如圖1),零功率電阻測量應在超級恒溫槽中進行,通常使用脈沖電壓,對脈沖電源均要求輸出阻抗低,輸出幅值穩定。測量電流引起的PTC熱敏電阻器溫升,應控制在可以忽略的范圍。圖2、3為不同電壓及頻率下的阻—溫特性曲線,從圖中可以看出,同一溫度下的電阻值,隨測試電壓或頻率的增加而明顯下降。
圖1.電阻-溫度特性曲線
圖2.不同電壓下的阻-溫特性曲線
圖3.不同頻率下的阻-溫特性曲線
     伏—安特性一般是指在25℃的靜止空氣中,加在熱敏電阻器兩引出端的電壓與達到熱平衡的穩定條件下的電流之間的關系,即PTC熱敏電阻器在實際工作狀態下的電壓電流特性(圖4)。Ⅰ為不動作或線性區,Ⅱ為躍變區,Ⅲ為擊穿區。測量伏—安特性曲線時,應盡量保持環境溫度不變,且電流值應在電阻體溫度平衡后讀取,其測量電路如圖6所示。圖5為同一PTC熱敏電阻在不同溫度下測的伏—安特性曲線。
圖4.伏-安特性曲線
圖5.不同溫度下的伏-安特性曲線
圖6.伏-安特性測量原理
圖7.電流—時間特性測量原理
    電流——時間特性是指熱敏電阻器在施加電壓過程中,電流隨時間變化的特性(圖8),電流—時間特性通常采用記憶示波器進行測量,基本電路如圖7.所示。
圖9為動作電流—動作時間關系曲線,從圖中可以看出,PTC熱敏電阻器的動作時間隨起始電流的增大而急劇下降。此外,動作時間還與電阻溫度系數、外加電壓、熱敏電阻的熱容量有關。
圖8.電流—時間特性
圖9.動作電流—動作時間關系曲線

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