1、僅供內部使用 PTC熱敏電阻器基礎知識熱敏電阻器基礎知識 PTC熱敏電阻器概述、常用術語、物理特性、 技術特性、應用場合、失效模式及選型。 僅供內部使用 n一. 概述 n二. 常用術語 n三. 物理特性 n四. 分類 n五. 技術特性 n六. 應用場合 n七. 失效模式 n八. 選型 目錄 僅供內部使用 n PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫，意思是正的溫度系數， 泛指正溫度系數很大的半導體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度 系數熱敏電阻，簡稱PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性 的半導體電阻，超過一定的溫度(居里溫度)

2、時，它的電阻值隨著溫度的升高呈 階躍性的增高。 一一. 概述概述 T R TmaxTpTcTminTn Rmin Rn Rc Rp Rmax PTC熱敏電阻阻溫特性 Rn-室溫零功率電阻 Rmin-最小功率電阻 Tc-開關溫度或居里溫度 Rc-開關電阻 Rmax-最大電阻 Tp-平衡溫度 -升阻比 僅供內部使用 n 封裝型式： 一一. 概述概述 僅供內部使用 二二. 常用術語常用術語 n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。 n最大工作電壓（Vmax） 在規定的最高溫度環境下， PTC熱敏電阻器能持續承受的最大額定電壓。 n最大電流（Imax）

3、指在最大額定電壓下，允許通過PTC熱敏電阻器的最大電流（有效值）。 n開關溫度（Tc） 當PTC熱敏電阻器的阻值升至2倍最小阻值（Rmin）所對應的溫度就是開 關溫度，也稱居里溫度。 n不動作電流（Int） 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PTC熱敏電阻器呈高阻態的最大電流。 n動作電流（It） 使PTC熱敏電阻器阻值呈階躍型增加時的最小電流。 僅供內部使用 二二. 常用術語常用術語 n最大電壓下的溫度范圍 PTC熱敏電阻器在最大電壓下仍能連續工作的環境溫度范圍，一般為-10 +70 n電阻溫度系數（T） 電阻溫度系數是指過Tc和Tp兩點割線的斜率。 T=（

4、InRp-InRc）*100/（Tp-Tc） （%/） n耗散系數（） PTC熱敏電阻器中功率耗散的變化量與元件相應溫度變化量之比，稱為耗 散系數（mW/ ）。 =P/（T-Tr） 式中： P-耗散功率；T-電阻體溫度；Tr-室溫。 僅供內部使用 三三. 物理特性物理特性 n1. 電阻-溫度特性（R-T特性）： 指的是在規定電壓下，PTC熱敏電阻器的零功率電阻值與電阻本體溫度 之間的關系（如下圖所示）。 僅供內部使用 三三. 物理特性物理特性 n2. 電壓-電流特性（VI特性）： 指加在熱敏電阻器引出端的電壓與達到熱平衡的穩態條件下的電流之間 的關系（如下圖所示）。 僅供內部使用 三三. 物理

5、特性物理特性 n3. 電流時間特性（IT特性）： 指熱敏電阻器在施加電壓過程中，電流隨時間的變化特性。開始加電壓 瞬間的電流稱為起始電流，平衡時的電流稱為殘余電流（如下圖所示）。 僅供內部使用 四四. 分類分類 n PTC熱敏電阻器根據其材質的不同分為： 1.陶瓷PTC熱敏電阻器 2.有機高分子PTC熱敏電阻器 n PTC熱敏電阻器根據其用途的不同分為： 1.自動消磁用PTC熱敏電阻器 2.延時啟動用PTC熱敏電阻器 3.恒溫加熱用PTC熱敏電阻器 4.過流保護用PTC熱敏電阻器 5.過熱保護用PTC熱敏電阻器 6.傳感器用PTC熱敏電阻器 僅供內部使用 四四. 分類分類 n陶瓷陶瓷PTC熱敏

6、電阻器：熱敏電阻器： 主要由BaTiO3構成， BaTiO3陶瓷是一種典型的鐵電材料，常溫電 阻率大于1012.cm ，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10.cm以下，成為具有很大的正溫度系數的半導體陶瓷 材料，在居里溫度以上幾十度的溫度范圍內，其電阻率可增大410個 數量級，產生PTC效應。 n有機高分子有機高分子PTC熱敏電阻器：熱敏電阻器： 高分子PTC熱敏電阻是由填充炭黑顆粒的聚合物材料制成。這種 材料具有一定導電能力，因而能夠通過額定的電流。如果通過熱敏電 阻的電流過高，它的發熱功率大于散熱功率，此時熱敏電阻的溫度將 開始不斷升高，同時熱敏電阻中的聚合物基體

7、開始膨脹，這使炭黑顆 粒分離，并導致電阻上升，從而非常有效地降低了電路中的電流。這 時電路中仍有很小的電流通過，這個電流使熱敏電阻維持足夠溫度從 而保持在高電阻狀態。當故障排除之后，高分子PTC熱敏電阻很快冷 卻并將回復到原來的低電阻狀態。 僅供內部使用 四四. 分類分類 n 陶瓷陶瓷PTC和高分子和高分子PTC熱敏電阻區別：熱敏電阻區別： 高分子PTC熱敏電阻與陶瓷PTC熱敏電阻的不同在于 元件的初始阻值、動作時間（對事故事件的反應時間）以 及尺寸大小的差別。具有相同維持電流的高分子PTC熱敏 電阻與陶瓷PTC熱敏電阻相比，高分子PTC熱敏電阻尺寸 更小、阻值更低，同時反應更快。 一般情況下

8、，有機高分子PTC電阻適合偶爾過流保護 產品或線路用途，陶瓷PTC電阻適用于頻繁過流的產品或 線路及以上所列各種用途。 高分子PTC為過流6000次以后阻值無太大變化仍有 PTC效應，陶瓷的為PTC為過流10萬次以后阻值無太大變 化仍有PTC效應。 僅供內部使用 五五. 技術特性技術特性 n 有恒溫、調溫、自動控溫的特殊功能有恒溫、調溫、自動控溫的特殊功能 當在PTC元件施加交流或直流電壓升溫時，在居里點 溫度以下，電阻率很低；當一旦超越居里點溫度，電阻率 突然增大，使其電流下降至穩定值，達到自動控制溫度、 恒溫目的。 n 不燃燒、安全可靠不燃燒、安全可靠 PTC元件發熱時不發紅，無明火（電阻

9、絲發紅且有明 火），不易燃燒。PTC元件周圍溫度超越限值時，其功率 自動下降至平衡值，不會產生燃燒危險。 n 省電省電 PTC元件的能量輸入采用比例式，有限流作用，比鎳 鉻絲等發熱元件的開關式能量輸入還節省電力。 n 壽命長壽命長 PTC元件本身為氧化物或聚合體，無鎳鉻絲之高溫氧 化弊端，也沒有紅外線管易碎現象，壽命長。并且多孔型 比無孔型壽命更長。 僅供內部使用 五五. 技術特性技術特性 n 結構簡單結構簡單 PTC元件本身自動控溫，不需另加自動控制溫度線路 裝置。特別是多孔型PTC更不需要其他散熱裝置，也不需 用導電膠。 n 使用電壓范圍廣使用電壓范圍廣 PTC元件在低壓（3-36伏）和高

10、壓（110-240伏）下 都能正常使用。最高工作電壓范圍可達1000V。 n 開關溫度調整范圍大開關溫度調整范圍大 開關溫度調整范圍可達-40320。 n 電阻溫度系數高電阻溫度系數高 最高超過40%/。 n 電阻值范圍大電阻值范圍大 電阻值范圍可達0.120k。 僅供內部使用 六六. 應用場合應用場合 n PTC熱敏電阻在電路控制及傳感器中的應用：熱敏電阻在電路控制及傳感器中的應用： 晶體管溫度補償電路、測溫控溫電路、過熱保護電路、 孵育箱、電風扇、彩卷沖洗、開水壺、電熱水器、電熱毯、 日光燈、節能燈、電池充電、變壓器繞阻、取暖器、延遲 器、壓縮機、彩電、彩顯、過流保安、液位控制、電子鎮 流

11、器、程控交換機、電子元件老化臺等。 n PTC熱敏電阻在電熱器具中的應用：熱敏電阻在電熱器具中的應用： 暖風機、暖房機、干燥機（柜）、滾筒干衣機、干手 器、吹風機、卷發器、蒸汽美容器、電飯煲、驅蚊器、暖 手器、干鞋器、高壓鍋、消毒柜、煤油氣化爐、電熨斗、 電烙鐵、塑料焊槍、封口機等。 n PTC熱敏電阻在汽車中的應用：熱敏電阻在汽車中的應用： 電器過載保護裝置、混合加熱器、低溫啟動加熱器、 燃料加熱器、蜂窩狀加熱器、燃油液位指示器、發動機冷 卻水溫度檢測表等。 僅供內部使用 七七. 失效模式失效模式 n 衡量PTC熱敏電阻器可靠性有兩個主要指標： n 1.耐電壓能力-超過規定的電壓可導致PTC

12、熱敏電阻 器短路擊穿，施加高電壓可淘汰耐壓低的產品，確保PTC 熱敏電阻器在最大工作電壓（Vmax）以下是安全的； n 2.耐電流能力-超過規定的電流或開關次數可導致 PTC熱敏電阻器呈現不可恢復的高阻態而失效，循環通斷 試驗不能全部淘汰早期失效的產品。 n 在規定的使用條件下，PTC失效后呈現高電阻態。長期 （一般大于1000小時）施加在PTC熱敏電阻器上的電壓導 致其常溫電阻升高的幅度極小，居里溫度超過200的 PTC發熱元件相對要明顯。除PTC發熱元件外，陶瓷PTC 失效的主要原因是由于開關操作中陶瓷體中心產生應力開 裂。如下圖，在PTC熱敏電阻器動作動過程中，PTC瓷片 內溫度、電阻率

13、、電場、和功率密度的分布不均勻導致中 心應力大而分層裂開。 僅供內部使用 七七. 失效模式失效模式 PTC瓷片內溫度、電阻率、電場、和功率密度沿片厚度方向的分布瓷片內溫度、電阻率、電場、和功率密度沿片厚度方向的分布 僅供內部使用 八八. 選型選型 n 每一種每一種ptc熱敏電阻都有熱敏電阻都有“耐壓耐壓” 、“耐流耐流” 、“維持電流維持電流”及及“動作時間動作時間” 等參數。您可以根據具體電路的要求并對照產品的參數進行選擇，具等參數。您可以根據具體電路的要求并對照產品的參數進行選擇，具 體的方法如下體的方法如下： n1. 首先確定被保護電路正常工作時的最大環境溫度、電路中的工 作電流、熱敏電阻動作后需承受的最大電壓及需要的動作時間等參數； n2.根據被保護電路或產品的特點選擇“芯片型”、“徑向引出型”、“軸 向引出型” 或“表面貼裝型”等