NTC热敏电阻什么是NTC热敏电阻?及其工作原理

NTC热敏电阻的基本知识

何为NTC热敏电阻?

NTC热敏电阻是以Negative Temperature Coefficient的首字母缩写命名的热敏电阻。通常,“热敏电阻”一词指代的就是NTC热敏电阻。1833年,当时正在研究硫化银半导体的迈克尔·法拉第将其发现,塞缪尔·鲁本于20世纪30年代实现其商业化。NTC热敏电阻是一种由锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)组成的氧化物半导体陶瓷。

它在我们的生活中随处可见。由于阻值随温度的升高而降低的特性,它不仅被用作温度计、空调中的温度感应装置,抑或是智能手机、热水壶及熨斗中的温度控制装置,还被用于电源设备中的电流控制。最近,随着车辆电动化程度的提高,热敏电阻也越来越多地被用于车载产品。

村田制作所于1984年左右开始量产NTC热敏电阻,目前拥有以芯片为主的产品阵容。

工作原理

通常,金属的阻值随着温度的升高而增加。这是由于,热加剧了晶格振动,自由电子的平均移动速度随之降低。

与之相对,半导体中自由电子和空穴由于热的传导而增加,该部分的比例大于速度减小的部分的比例,故电阻值减小。

此外,由于半导体内能带间隙的存在,当被外部加热时,价带中的电子移动到导带上并进行导电。也就是说,电阻值会随着温度的升高而降低。

图1 : 半导体的导电性

用途

负温度系数(NTC)热敏电阻随温度变化,电阻值会产生3~5%/°C的变化。它经常作为一般的温度传感器用于电子设备中。

例,智能手机。
在使用智能手机时,您有“手机怎么变热了”这样的经历么?
可以说薄且高功能的智能手机就是一台小型电脑。但由于手机没有安装电脑的散热风扇等,因此机身会变热。所以,对热很敏感的精密元件可能会有损坏的危险。

在此,负温度系数(NTC)热敏电阻登场!
运用负温度系数(NTC)热敏电阻测量智能手机内部的温度,再使用这一温度信息对温度进行各种控制。