pTC熱敏電阻的特性

從應(yīng)用的角度出發(fā)，通常把pTC材料的基本特性分為：電阻-溫度特性、伏-安特性、電流-時(shí)間特性和熱特性。

1.2.1電阻-溫度特性（R-T）

電阻-溫度特性通常簡(jiǎn)稱(chēng)為阻溫特性，指在規(guī)定的電壓下，pTC熱敏電阻零功率電阻與電阻溫度之間的依賴(lài)關(guān)系。

零功率電阻,是指在某一溫度下測(cè)量pTC熱敏電阻值時(shí),加在pTC熱敏電阻上的功耗極低,低到因其功耗引起的pTC熱敏電阻的阻值變化可以忽略不計(jì).額定零功率電阻指環(huán)境溫度25℃條件下測(cè)得的零功率電阻值.

lgR(Ω)

Rmin:最小電阻

Tmin:Rmin時(shí)的溫度

RTc:2倍Rmin

Tc:居里溫度

RTc

Rmin

T25TminTcT(℃)

表征阻溫特性好壞的重要參數(shù)是溫度系數(shù)α,反映的是阻溫特性曲線的陡峭程度。溫度系數(shù)α越大，pTC熱敏電阻對(duì)溫度變化的反應(yīng)就越靈敏，即pTC效應(yīng)越顯著，其相應(yīng)的pTC熱敏電阻的性能也就越好，使用壽命就越長(zhǎng)。pTC熱敏電阻的溫度系數(shù)定義為溫度變化導(dǎo)致的電阻的相對(duì)變化.α=(lgR2-lgR1)/(T2-T1)一般情況下，T1取Tc+15℃T2取Tc+25℃來(lái)計(jì)算溫度系數(shù)。

1.2.2伏-安特性（V-I特性）

電壓-電流特性簡(jiǎn)稱(chēng)伏安特性，它展示了pTC熱敏電阻在加電氣負(fù)載達(dá)到熱平衡的情況下，電壓與電流的相互依賴(lài)關(guān)系。

I(A)

Ik

Ik在外加電壓Vk時(shí)的動(dòng)作電流

Ir外加電壓Vmax時(shí)的殘余電流

Vmax最大工作電壓

VN額定電壓

VD擊

VkVNVmaxVDV(v)

pTC熱敏電阻的伏安特性大致可分為三個(gè)區(qū)域：

在0-Vk之間的區(qū)域稱(chēng)為線性區(qū)，此間的電壓和電流的關(guān)系基本符合歐姆定律，不產(chǎn)生明顯的非線性變化，也稱(chēng)不動(dòng)作區(qū)。在Vk-Vmax之間的區(qū)域稱(chēng)為躍變區(qū)，此時(shí)由于pTC熱敏電阻的自熱升溫，電阻值產(chǎn)生躍變，電流隨著電壓的上升而下降，所以此區(qū)也稱(chēng)動(dòng)作區(qū)。在VD以上的區(qū)域稱(chēng)為擊穿區(qū)，此時(shí)電流隨著電壓的上升而上升，pTC熱敏電阻的阻值呈指數(shù)型下降，于是電壓越高，電流越大，pTC熱敏電阻的溫度越高，阻值越低，很快導(dǎo)致pTC熱敏電阻的熱擊穿。伏安特性是過(guò)載保護(hù)pTC熱敏電阻的重要參考特性。

1.2.3電流-時(shí)間特性（I-t特性）

電流-時(shí)間特性是指pTC熱敏電阻在施加電壓的過(guò)程中，電流隨時(shí)間變化的特性。開(kāi)始加電瞬間的電流稱(chēng)為起始電流，達(dá)到熱平衡時(shí)的電流稱(chēng)為殘余電流。

一定環(huán)境溫度下,給pTC熱敏電阻加一個(gè)起始電流(保證是動(dòng)作電流),通過(guò)pTC熱敏電阻的電流降低到起始電流的50%時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間就是動(dòng)作時(shí)間.電流-時(shí)間特性是自動(dòng)消磁pTC熱敏電阻、延時(shí)啟動(dòng)pTC熱敏電阻、過(guò)載保護(hù)pTC熱敏電阻的重要參考特性。

1.2.4與熱效應(yīng)有關(guān)的參數(shù)

耗散系數(shù)δ：熱敏電阻器中功率耗散的變化量與元件相應(yīng)溫度變化量之比稱(chēng)為耗散系數(shù)，其單位為W/℃.

耗散系數(shù)是表征pTC熱敏電阻器與周?chē)浇檫M(jìn)行熱交換能力的一個(gè)參數(shù)，也是pTC元器件應(yīng)用中十分重要的參數(shù)之一。在材料配方、工藝一定的前提下，pTC本身的居里溫度、升阻比均基本不變，pTC器件的其它性能參數(shù)則由其結(jié)構(gòu)、外殼及散熱條件決定。耗散系數(shù)則是這些條件的綜合表現(xiàn)。因此pTC元器件的動(dòng)作時(shí)間、恢復(fù)特性等均與耗散系數(shù)有關(guān)。對(duì)于大功率發(fā)熱件來(lái)講，耗散系數(shù)就更重要，它直接影響到功率輸出。

當(dāng)pTC熱敏電阻器兩端加上電壓時(shí)，由于功耗。電阻體溫度逐漸升高，同時(shí)向周?chē)劫|(zhì)散發(fā)熱量直至電阻體的溫度達(dá)到穩(wěn)定,此時(shí)消耗的功率全部擴(kuò)散到媒質(zhì)中.電阻器的功耗變化量△p與電阻體的溫度變化量△T之比就是耗散系數(shù)δ。

耗散系數(shù)對(duì)于各種加熱器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要，只要在器件結(jié)構(gòu)上略加修改便可使電參數(shù)大為提高，很多工程師卻長(zhǎng)期被困擾在pTC材料和配方的研究上，這是十分可惜的。

熱時(shí)間常數(shù)ε：表征元件對(duì)周?chē)h(huán)境溫度反應(yīng)的快慢，當(dāng)把pTC元件用作溫度傳感器時(shí)，這個(gè)參數(shù)十分重要。熱時(shí)間常數(shù)定義為：在零功率條件下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí)，pTC熱敏電阻的溫度變化了其始末溫差的63.2%所需要的時(shí)間，用ε表示。

熱容量C：使熱敏電阻器的溫度每升高1℃所需要的熱量，稱(chēng)為熱容量，單位J/℃，C=εδ