2018-05-15
正溫度系數熱敏電阻(PTC)

PTC通常用作電路保護,適用於敏感元件不斷受到過流條件損壞的場合。PTC在故障電流下的自我複位能力,使其適用於用戶或技術人員不易接近的電路,或需要恒定的正常運行時間的電路。

PTC熱敏電阻(正溫度系數熱敏電阻)是一種具溫度敏感性的半導體電阻,一旦超過一定的溫度(居裡溫度)時,它的電阻值随着溫度的升高幾乎是呈階躍式的增高。該材料是以 BaTiO3或 SrTiO3或 PbTiO3爲主要成分的燒結體,其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進行原子價控制而使之半導化,常将這種半導體化的BaTiO3等材料簡稱爲半導(體)瓷;同時還添加增大其正電阻溫度系數的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工藝成形、高溫燒結而使钛酸鉑等及其固溶體半導化,從而得到正特性的熱敏電阻材料. PTC熱敏電阻本體溫度的變化可以由流過PTC熱敏電阻的電流來獲得,也可以由外界輸入熱量或者這二者的疊加來獲得。電阻-溫度特性見下圖:

BaTiO3半導瓷的PTC效應起因於粒界(晶粒間界)。對於導電電子來說,晶粒間界面相當於一個勢壘。溫度低時,由於钛酸鋇内電場的作用,導致電子極容易越過勢壘,則電阻值較小。當溫度升高到居裡點溫度(即臨界溫度)附近時,内電場受到破壞,它不能幫助導電電子越過勢壘。這相當於勢壘升高,電阻值突然增大,産生PTC效應。钛酸鋇半導瓷的PTC效應的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢壘模型,它們分别從不同方面對PTC效應作出了合理解釋。

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