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概述：

　　熱敏電阻器按其電阻-溫度特性可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTCR)及負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTCR)。PTC是Positive Temperature Coefficient的縮寫，為正溫度系數(shù)的意思。NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫，為負(fù)溫度系數(shù)的意思。其中正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTCR)包括：突變型(階躍型)PTC熱敏電阻器及緩變型(線性)PTC熱敏電阻器兩種。其突變型(階躍型)PTC熱敏電阻器又細(xì)分兩類，一類為陶瓷PTC熱敏電阻器（CPTC），在BaTiO3，V2O5，,BN等材料中摻入半導(dǎo)化元素后都可發(fā)現(xiàn)PTC效應(yīng)。目前得到廣泛應(yīng)用的是BaTiO3系PTC熱敏電阻器；第二類是有機(jī)高分子PTC熱敏電阻器（PPTC），在聚乙烯高分子材料中摻入碳黑形成PTC效應(yīng)。這里介紹的是BaTiO3系PTC熱敏電阻器，屬于典型的直熱式階躍型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，當(dāng)溫度增加到居里溫度以上時(shí)，其電阻值呈階躍式增加，可達(dá)到4～10個(gè)數(shù)量級(jí)。溫度的變化可以由流過熱敏電阻的電流來獲得，也可以由外界輸入熱能或者這二者的迭加來獲得。

PTC熱敏電阻器的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)：

1、作為加熱用的陶瓷PTC元件，具有自動(dòng)恒溫的特性，可省去一套溫控線路；
2、作為開關(guān)用的陶瓷PTC元件，具有過流、過熱保護(hù)功能，避免電器設(shè)備損壞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠；
3、作為溫度保護(hù)用的陶瓷PTC元件，在溫控點(diǎn)附近有很大的電阻溫度系數(shù)，配置一個(gè)簡(jiǎn)單的比較器電路可實(shí)現(xiàn)較精確的溫度控制；
4、開關(guān)溫度調(diào)整范圍大：-40℃～320℃；
5、電阻溫度系數(shù)高：最高超過40%/℃；
6、電阻值范圍大：0.1Ω～20kΩ
7、工作電壓范圍大:3V～1000V

PTC熱敏電阻器三大特性：

　　BaTiO3陶瓷是一種典型的鐵電材料，常溫下其電阻率大于1012Ω.cm，相對(duì)介電常數(shù)高達(dá)104，是一種優(yōu)良的陶瓷電容器材料。在這種材料中引入稀土元素如Y、Nb等，可使其電阻率下降到10Ω.cm以下，成為具有很大的正溫度系數(shù)的半導(dǎo)體陶瓷材料，在居里溫度以上幾十度的溫度范圍內(nèi)，其電阻率可增大4-10個(gè)數(shù)量級(jí)，產(chǎn)生PTC效應(yīng)。這種效應(yīng)是一種晶界效應(yīng)，只有多晶陶瓷材料才具有。正是由于這種PTC效應(yīng)，PTC熱敏電阻器得到了極其廣泛的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域劃分，PTC熱敏電阻器有三大特性：

電阻-溫度特性；伏安特性；電流時(shí)間特性。

● 電阻--溫度特性（R--T特性）：

●電壓--電流特性（V—I特性）：

●電流—時(shí)間特性（I—T特性）：

指熱敏電阻器在施加電壓過程中，電流隨時(shí)間的變化特性。開始加電壓瞬間的電流稱為起始電流，平衡時(shí)的電流稱為殘余電流（如下圖所示）。

▇ PTC的失效模式

●衡量PTC熱敏電阻器可靠性有兩個(gè)主要指標(biāo)：

A.耐電壓能力----超過規(guī)定的電壓可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器短路擊穿，施加高電壓可淘汰耐壓低的產(chǎn)品，確保PTC熱敏電阻器在最大工作電壓（Vmax）以下是安全的；

B、耐電流能力----超過規(guī)定的電流或開關(guān)次數(shù)可導(dǎo)致PTC熱敏電阻器呈現(xiàn)不可恢復(fù)的高阻態(tài)而失效，循環(huán)通斷試驗(yàn)不能全部淘汰早期失效的產(chǎn)品。

●在規(guī)定的使用條件下，PTC失效后呈現(xiàn)高電阻態(tài)。長期（一般大于1000小時(shí)）施加在PTC熱敏電阻器上的電壓導(dǎo)致其常溫電阻升高的幅度極小，居里溫度超過200℃的PTC發(fā)熱元件相對(duì)要明顯。除PTC發(fā)熱元件外，PTC失效的主要原因是由于開關(guān)操作中陶瓷體中心產(chǎn)生應(yīng)力開裂。如下圖，在PTC熱敏電阻器動(dòng)作動(dòng)過程中，PTC瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場(chǎng)、和功率密度的分布不均勻?qū)е轮行膽?yīng)力大而分層裂開。

PTC瓷片內(nèi)溫度、電阻率、電場(chǎng)、和功率密度沿片厚度方向的分布