形形色色的熱敏電阻器

熱敏電阻器(英文thermistor)是一種對溫度極為敏感的電阻器，當(dāng)溫度變化時其阻值也會隨之變化。熱敏電阻器種類較多、形狀各異，它既可用作溫度傳感器，也可用作溫控保護或發(fā)熱元件。在溫度檢測、溫度補償、溫度控制、過熱(載)保護、無觸點自動開關(guān)和小功率恒溫加熱等電路中，都可以看見熱敏電阻器的身影。

熱敏電阻器的主要特點是對溫度變化靈敏度高、反應(yīng)速度快、體積小、結(jié)構(gòu)簡單使用方便和壽命長，它具有靈活多樣的外形和不同的功能，廣泛應(yīng)用在各種電子、電氣設(shè)備中。

外形和分類

常見熱敏電阻器幾乎全部都是兩端無極性元件，其種類按外形不同劃分，有圖(a)所示的珠粒狀、圓柱狀、圓片狀、方體狀4大類。按封裝材料不同劃分，有圖所示的玻璃封裝、樹脂封裝、塑料殼(實為耐熱性能良好的膠木)封裝、金屬殼(實為加熱型產(chǎn)品的散熱板)封裝4種。一般珠粒狀采用玻璃封裝，圓柱狀采用樹脂或玻璃封裝，圓片狀一般采用樹脂封裝(或涂保護漆),而方體狀(限流型產(chǎn)品)則多為內(nèi)帶金屬支架的黑色膠木殼封裝。按性能不同劃分，有圖(c)所示的負溫度系數(shù)(ntc)熱敏電阻器、正溫度系數(shù)(ptc)熱敏電阻器兩大類。而正溫度系數(shù)(ptc)熱敏電阻器又分為緩慢型、開關(guān)型兩種類型。按用途不同劃分，又分為圖(d)所示的測溫型、溫度補償型、過熱(流)保護型、延時限流型、加熱型等多種。

圖 常用熱敏電阻器的分類

圓柱狀熱敏電阻器的外形與一般玻璃封裝晶體二極管一樣，其工藝成熟，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)量大而價格低，成為測量型熱敏電阻器的主流。珠粒狀熱敏電阻器由于體積小、熱時間常數(shù)小，所以適合制造點溫度計、表面溫度計等，電子體溫計幾乎全部都采用了這種熱敏電阻器。方體(片)狀熱敏電阻器體積一般比較大，屬于功率型產(chǎn)品，根據(jù)用途不同，將彩電消磁電路等使用的產(chǎn)品制造成黑色膠木殼方體狀，而將用于小型加熱電路中的產(chǎn)品制造成金屬殼(實為散熱板)片狀。

性能及特點

由于正、負兩種溫度系數(shù)的熱敏電阻器的特性截然不同，所以相對應(yīng)的用途也不一樣。

(1)ntc熱敏電阻器

ntc是英文negative temperature coefficient的縮寫，其含義為負溫度系數(shù)。ntc熱敏電阻器的阻值隨溫度升高而減小(電阻值與溫度變化成反比關(guān)系),其溫度特性曲線如圖(a)所示。ntc熱敏電阻器是用錳、鈷、鎳、銅、鋁等金屬氧化物(具有半導(dǎo)體性質(zhì))或碳化硅等為主要原料，并采用陶瓷工藝制作而成。根據(jù)使用溫度條件不同，ntc熱敏電阻器可分為低溫(-60～300℃)、中溫(300～600℃)和高溫(>600℃)3種。

ntc熱敏電阻器的溫度每升高1℃,阻值會減小1%～6%,阻值減小程度視不同型號而定。ntc熱敏電阻器廣泛應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)器、微波爐、電烤箱、復(fù)印機、打印機等家電及辦公產(chǎn)品中，主要作為溫度檢測、溫度補償、溫度控制、微波功率測量及穩(wěn)壓控制等使用。

（2)ptc熱敏電阻

ptc是英文positive temperature coefficient的縮寫，其含義為正溫度系數(shù)。ptc熱敏電阻器的阻值隨溫度升高而增大(電阻值與溫度變化成正比關(guān)系),其溫度特性曲線如圖20-2(b)所示。ptc熱敏電阻器是在鈦酸鋇(batio3)中摻入適量的稀土元素，并采用陶瓷工藝制作而成。

ptc熱敏電阻器可分為緩慢型和開關(guān)型。緩慢型ptc熱敏電阻器的溫度每升高1℃,其阻值會增大0.5%～8%。開關(guān)型ptc熱敏電阻器有一個轉(zhuǎn)變點溫度(又稱居里點溫度，鈦酸鋇材料ptc熱敏電阻器的居里點溫度一般為120℃),當(dāng)溫度低于轉(zhuǎn)變點溫度時，阻值較小，并且溫度變化時阻值基本不變(相當(dāng)于一個閉合的開關(guān)),一旦溫度超過轉(zhuǎn)變點溫度，其阻值會急劇增大(相當(dāng)于開關(guān)斷開)。

緩慢型ptc熱敏電阻器常用在溫度補償電路中。開關(guān)型ptc熱敏電阻器由于具有開關(guān)性質(zhì)，常用在開機瞬間接通后又馬上斷開的電路中，如彩電的消磁電路和冰箱的壓縮機啟動電路就用到開關(guān)型ptc熱敏電阻器。目前，ptc熱敏電阻器除了廣泛應(yīng)用于彩色電視機消磁電路、電冰箱壓縮機啟動電路及過熱或過電流保護等電路外，還大量用于電驅(qū)蚊器、卷發(fā)器、電熱墊和微型電暖器等小家電產(chǎn)品中。

圖熱敏電阻器的溫度特性曲線

主要參數(shù)

熱敏電阻器的參數(shù)有標(biāo)稱電阻值、額定功率、允許誤差、電阻溫度系數(shù)、轉(zhuǎn)變點溫度、測量功率、材料常數(shù)、電阻溫度系數(shù)、最大電壓、最大電流、時間常數(shù)、絕緣電阻等多種，作為初學(xué)者在業(yè)余制作或維修時只需要掌握以下6項參數(shù)即可。

①標(biāo)稱電阻值(rzs)。也稱零功率電阻值，是指元件上所標(biāo)注出來的電阻值。由于該參數(shù)是在25℃、電阻值變化不超過0.1%的條件下所測得的，所以常用rzs來表示，其單位為ω。

②材料常數(shù)(b)。這是用來描述熱敏電阻器材料物理特性的參數(shù)，也是衡量熱敏度的指標(biāo)，b值越大，表示熱敏電阻器的靈敏度越高。應(yīng)注意的是，在實際工作時，b值并非一個常數(shù)，而是隨溫度的升高略有增加。

③額定功率(ps)。這是指熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下，長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率，單位為w。通常廠家提供的額定功率值是指在25℃時的功率值。當(dāng)溫度高于25℃時，應(yīng)當(dāng)降額使用。

④電阻溫度系數(shù)(αr)。這是表示在零功率條件下，溫度每變化1℃所引起熱敏電阻器電阻值的相對變化量，單位是%/℃。

⑤轉(zhuǎn)變點溫度(tc)。也稱居里點溫度，是指開關(guān)型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻一溫度特性曲線上的拐點溫度，單位為℃或k。

⑥時間常數(shù)(t)。也稱熱惰性。它是指在無功功率狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時，電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2%所需的時間。

型號命名

國產(chǎn)熱敏電阻器的型號命名遵循了敏感電阻器(包括光敏電阻器、壓敏電阻器、濕敏電阻器、氣敏電阻器、力敏電阻器、磁敏電阻器等)的統(tǒng)一命名規(guī)則，其型號一般由4部分組成，格式和含義如圖所示。第1部分用漢語拼音字母“m"表示“敏感電阻器"。第2部分用漢語拼音字母表示產(chǎn)品類別，其中“f"表示“負溫度系數(shù)熱敏電阻器",“z"表示“正溫度系數(shù)熱敏電阻器"。第3部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示產(chǎn)品的用途和特征，其中“0"表示“特殊型"(ntc產(chǎn)品)、“1"表示“普通型"、“2"表示“穩(wěn)壓用"(ntc產(chǎn)品)、“3"表示“微波測量用"(ntc產(chǎn)品)、“4"表示“旁熱式"(ntc產(chǎn)品)、“5"表示“測溫用"、“6"表示“控溫用"、“7"表示“消磁用"(ptc產(chǎn)品)、“8"表示“線性型"(ntc產(chǎn)品)、“9"表示“恒溫用"(ptc產(chǎn)品)。第4部分用字母或數(shù)字表示產(chǎn)品序號(代表規(guī)格、性能等),有的在兩個序號之間還加上了“-"號。例如：mf53-1型表示測溫用負溫度系數(shù)(ntc)熱敏電阻器；mz75型表示彩電消磁專用正溫度系數(shù)(ptc)熱敏電阻器。

圖國產(chǎn)熱敏電阻器的命名規(guī)則

表給出了一些常用國產(chǎn)負溫度系數(shù)(ntc)熱敏電阻器的型號及性能參數(shù)，表給出了一些常用國產(chǎn)正溫度系數(shù)(ptc)熱敏電阻器的型號及性能參數(shù)，僅供參考。

表常用國產(chǎn)負溫度系數(shù)(ntc)熱敏電阻器的性能參數(shù)

表常用國產(chǎn)正溫度系數(shù)(ptc)熱敏電阻器的性能參數(shù)

產(chǎn)品標(biāo)識

常用熱敏電阻器的外殼上一般都會直接標(biāo)出型號(包括標(biāo)稱電阻值),如圖(a)所示。但由于大多數(shù)熱敏電阻器的體積都比較小，在外殼打印型號有困難，所以一些測量用的小體積產(chǎn)品，僅在其外殼上面標(biāo)出標(biāo)稱電阻值，如圖(b)所示。部分體積更小的珠粒狀、圓柱狀產(chǎn)品，更是像圖(c)所示的那樣，什么都不標(biāo)出，這在使用中一定要留心，不要將它們與形狀很相似的晶體二極管等元器件弄混淆了。'常用熱敏電阻器都是兩端產(chǎn)品，但彩電消磁電路所用的ptc熱敏電阻器(也稱消磁電阻器),有兩端和三端之分。三端產(chǎn)品如圖(d)所示，其內(nèi)部封裝有兩只溫度系數(shù)不一樣的ptc熱敏電阻器，使用時，不可接反。

圖熱敏電阻器的識別

總體來說，通過熱敏電阻器的外殼標(biāo)識，是不能很好地了解到產(chǎn)品的一些主要性能和參數(shù)的。要了解熱敏電阻器的具體特性和有關(guān)參數(shù)，的途經(jīng)就是查看有關(guān)元器件參數(shù)手冊或廠家提供的說明書。

電路符號

熱敏電阻器的符號如圖所示，其圖形符號是以普通電阻器圖形符號為基礎(chǔ)，增加了一條斜線，并在斜線一端標(biāo)出斜寫字母“θ"(或“t°"),以明確表示這是一只電阻值與溫度相關(guān)的熱敏電阻器。當(dāng)同一個電路圖中出現(xiàn)多個熱敏電阻器時，可按習(xí)慣在其文字符號“rt"(或r)后面加上數(shù)字編號，以示區(qū)別，如rt1、rt2、rt3……

圖熱敏電阻器的符號