片式NTC熱敏電阻【Chip NTC Thermistor】

片式疊層NTC熱敏電阻
全稱：片式疊層負溫度系數熱敏電阻器，簡稱：片式NTC。
主要規格尺寸，按英制標準分為：0402、 0603、0805、1206等。
B值范圍：3000～4650，B值精度：±0.5～5%
標稱電阻值（指25℃時的零功率電阻）范圍：220R~4.7mR，阻值精度：±0.5～10%。

NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫，即負溫度系數，NTC熱敏電阻器就是一種負溫度系數的電阻器，其阻值隨環境溫度的升高而降低。它是由二種或四種鐵、鈷、鎳、錳或銅等金屬氧化物為主要材料，這些金屬氧化物材料都具有半導體性質（因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料），當溫度低時，內部的載流子（電子和孔穴）數目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數目增加，所以電阻值降低。片式NTC是采用疊層獨石結構，經過成型并在高溫（1200～1500℃）燒結而成。

片式厚膜線性NTC熱敏電阻
片式厚膜型線性熱敏電阻器采用厚膜印刷工藝，其外觀和使用都與普通片式電阻完全一樣，與傳統的片式疊層NTC熱敏電阻器相比，主要的優點在于：片式厚膜型NTC熱敏電阻器的NTC功能層是印刷在AL2O3陶瓷基板上，全部使用玻璃釉或環氧包封，使其機械性能（下彎度3mm，傳統疊層片式NTC下彎度1mm）和耐腐蝕性能領先于傳統流延片式NTC熱敏電阻器，其NTC功能層厚度只有幾十微米，只有傳統流延NTC熱敏電阻器功能層厚度的1/100，使其具有卓越的響應速度、熱時間常數(0402型τ≤1S)，傳統疊層片式NTC的響應時間一般＞3S。

什么是熱敏電阻器？

熱敏電阻是開發早、種類多、發展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化．若電子和空穴的濃度分別為n、p，遷移率分別為μn、μp，則半導體的電導為： σ=q（nμn+pμp） 因為n、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數，所以電導是溫度的函數，因此可由測量電導而推算出溫度的高低，并能做出電阻-溫度特性曲線．這就是半導體熱敏電阻的工作原理． 熱敏電阻包括正溫度系數（PTC）和負溫度系數（NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）．它們的電阻-溫度特性如圖1所示．熱敏電阻的主要特點是：
①靈敏度較高，其電阻溫度系數要比金屬大10～100倍以上，能檢測出10-6℃的溫度變化；
②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于- 55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達到2000℃），低溫器件適用于-273℃～55℃；
③體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內血管的溫度；
④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；
⑤易加工成復雜的形狀，可大批量生產；
⑥穩定性好、過載能力強． 由于半導體熱敏電阻有獨特的性能，所以在應用方面，它不僅可以作為測量元件（如測量溫度、流量、液位等），還可以作為控制元件（如熱敏開關、限流器）和電路補償元件．熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業、通訊、軍事科學、宇航等各個領域，發展前景極其廣闊．

電阻－溫度特性

熱敏電阻的電阻－溫度特性可近似地用式1表示。

(式1) R=R o exp {B(I/T-I/T o )}

但實際上，熱敏電阻的B值并非是恒定的，其變化大小因材料構成而異，最大甚至可達5K/°C。因此在較大的溫度范圍內應用式1時，將與實測值之間存在一定誤差。

此處，若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數計算時，則可降低與實測值之間的誤差，可認為近似相等。

(式2) B T =CT 2 +DT+E

上式中，C、D、E為常數。
另外，因生產條件不同造成的B值的波動會引起常數E發生變化，但常數C、D 不變。因此，在探討B值的波動量時，只需考慮常數E即可。


? 常數C、D、E的計算
常數C、D、E可由4點的(溫度、電阻值)數據 (T 0 , R 0 ). (T 1 , R 1 ). (T 2 , R 2 ) and (T 3 , R 3 )，通過式3～6計算。
首先由式樣3根據T 0 和T 1 ,T 2 ,T 3 的電阻值求出B 1 ,B 2 ,B 3 ,然后代入以下各式樣。




? 電阻值計算例

試根據電阻－溫度特性表，求25°C時的電阻值為5(kΩ)，B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10°C～30°C的電阻值。

? 步 驟

(1) 根據電阻－溫度特性表，求常數C、D、E。

(2) 代入B T =CT 2 +DT+E+50，求B T 。

(3) 將數值代入R=5exp {(B T I/T-I/298.15)}，求R。
*T : 10+273.15～30+273.15

? 電阻－溫度特性圖如圖1所示

電阻溫度系數

所謂電阻溫度系數(α)，是指在任意溫度下溫度變化1°C(K)時的零負載電阻變化率。電阻溫度系數(α)與B值的關系，可將式1微分得到。



這里α前的負號(－)，表示當溫度上升時零負載電阻降低。

散熱系數 (JIS-C2570)

散熱系數(δ)是指在熱平衡狀態下，熱敏電阻元件通過自身發熱使其溫度上升1°C時所需的功率。
在熱平衡狀態下，熱敏電阻的溫度T 1 、環境溫度T2及消耗功率P之間關系如下式所示。



產品目錄記載值為下列測定條件下的典型值。

(1)	25°C靜止空氣中。
(2)	軸向引腳、經向引腳型在出廠狀態下測定。

額定功率(JIS-C2570)

在額定環境溫度下，可連續負載運行的功率最大值。
產品目錄記載值是以25°C為額定環境溫度、由下式計算出的值。

(式) 額定功率=散熱系數×（最高使用溫度－25）

最大運行功率

最大運行功率=t×散熱系數 … (3.3)
這是使用熱敏電阻進行溫度檢測或溫度補償時，自身發熱產生的溫度上升容許值所對應功率。(JIS中未定義。)容許溫度上升t°C時，最大運行功率可由下式計算。

對應環境溫度變化的熱響應時間常數(JIS-C2570)

指在零負載狀態下，當熱敏電阻的環境溫度發生急劇變化時，熱敏電阻元件產生最初溫度與最終溫度兩者溫度差的63.2%的溫度變化所需的時間。

熱敏電阻的環境溫度從T 1 變為T 2 時，經過時間t與熱敏電阻的溫度T之間存在以下關系。

(1)	靜止空氣中環境溫度從50°C至25°C變化時，熱敏電阻的溫度變化至34.2°C所需時間。
(2)	軸向引腳、徑向引腳型在出廠狀態下測定。

另外應注意，散熱系數、熱響應時間常數隨環境溫度、組裝條件而變化。

熱敏電阻主要類型和參數有哪些？

熱敏電阻器 (thermistor)——型號MZ、MF：

是一種對溫度反應較敏感、阻值會隨著溫度的變化而變化的非線性電阻器，通常由單晶、多晶半導體材料制成。

文字符號： “RT”或“R”

熱敏電阻器的種類：

A．按結構及形狀分類——圓片形（片狀）、圓柱形（柱形）、圓圈形（墊圈形）等多種熱敏電阻器。

B．按溫度變化的靈敏度分類——高靈敏度型（突變型）、低靈敏度型（緩變型）熱敏電阻器。

C．按受熱方式分類——直熱式熱敏電阻器、旁熱式熱敏電阻器。

D．按溫變（溫度變化）特性分類——正溫度系數（PTC）、負正溫度系數（NTC）熱敏電阻器。

熱敏電阻器的主要參數： 除標稱阻值、額定功率和允許偏差等基本指標外，還有如下指標：
1）測量功率：指在規定的環境溫度下，電阻體受測量電源加熱而引起阻值變化不超過0.1％時所消耗的功率。
2）材料常數：是反應熱敏電阻器熱靈敏度的指標。通常，該值越大，熱敏電阻器的靈敏度和電阻率越高。
3）電阻溫度系數：表示熱敏電阻器在零功率條件下，其溫度每變化1℃所引起電阻值的相對變化量。
4）熱時間常數：指熱敏電阻器的熱惰性。即在無功功率狀態下，當環境溫度突變時，電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2％所需的時間。
5）耗散系數：指熱敏電阻器的溫度每增加1℃所耗散的功率。
6）開關溫度：指熱敏電阻器的零功率電阻值為最低電阻值兩倍時所對應的溫度。
7）最高工作溫度：指熱敏電阻器在規定的標準條件下，長期連續工作時所允許承受的最高溫度。
8）標稱電壓：指穩壓用熱敏電阻器在規定的溫度下，與標稱工作電流所對應的電壓值。
9）工作電流：指穩壓用熱敏電阻器在在正常工作狀態下的規定電流值。
10）穩壓范圍：指穩壓用熱敏電阻器在規定的環境溫度范圍內穩定電壓的范圍值。
11）最大電壓：指在規定的環境溫度下，熱敏電阻器正常工作時所允許連續施加的最高電壓值。
12）絕緣電阻：指在規定的環境條件下，熱敏電阻器的電阻體與絕緣外殼之間的電阻值。

●正溫度系數熱敏電阻器（PTC—positive temperature coefficient thermistor）

結構——用鈦酸鋇（BaTiO3）、鍶（Sr）、鋯（Zr）等材料制成的。
屬直熱式熱敏電阻器。
特性——電阻值與溫度變化成正比關系，即當溫度升高時電阻值隨之增大。在常溫下，其電阻值較小，僅有幾歐姆～幾十歐姆；當流經它的電流超過額定值時，其電阻值能在幾秒鐘內迅速增大至數百歐姆～數千歐姆以上。
作用與應用——廣泛應用于彩色電視機消磁電路、電冰箱壓縮機啟動電路及過熱或過電流保護等電路中、還可用于電驅蚊器和卷發器、電熱墊、暖器等小家電中。

●負溫度系數熱敏電阻器（NTC—negative temperature coefficient thermistor）

結構——用錳（Mn）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋁（Al）等金屬氧化物（具有半導體性質）或碳化硅（Sic）等材料采用陶瓷工藝制成的。
特性——電阻值與溫度變化成反比關系，即當溫度升高時，電阻值隨之減小。
作用與應用——廣泛應用于電冰箱、空調器、微波爐、電烤箱、復印機、打印機等家電及辦公產品中，作溫度檢測、溫度補償、溫度控制、微波功率測量及穩壓控制用。

貼片電容【Multilayer Chip Ceramic Capacitor】

全稱：多層（積層、疊層）片式陶瓷電容器，也稱為貼片電容、片容，英文縮寫：MLCC。
主要規格尺寸，按英制標準分為：0201、0402、0603、0805、1206；以及大規格的1210、1808、1812、2220、2225、3012、3035等。
容量范圍：0.5pF～100uF，其中，一般認為容量在1uF以上為大容量電容。
額定電壓：從4V到4KV（DC），當額定電壓在100V及以上時，即歸納為中高壓產品。

片式電容的穩定性及容量精度與其采用的介質材料存在對應關系，主要分為三大類別：
一、是以COG/NPO為I類介質的高頻電容器，其溫度系數為±30ppm/℃，電容量非常穩定，幾乎不隨溫度、電壓和時間的變化而變化，主要應用于高頻電子線路，如振蕩、計時電路等；其容量精度主要為±5%，以及在容量低于10pF時，可選用B檔（±0.1pF）、C檔（±0.25pF）、D檔（±0.5pF）三種精度。
二、是以X7R為II類介質的中頻電容器，其溫度系數為±15%，電容量相對穩定，適用于各種旁路、耦合、濾波電路等，其容量精度主要為K檔（±10%）。
特殊情況下，可提供J檔（±5%）精度的產品。
三、是以Y5V為II類介質的低頻電容器，其溫度系數為：＋30～－80%，電容量受溫度、電壓、時間變化較大，一般只適用于各種濾波電路中。
其容量精度主要為Z檔（＋80～－20%），也可選擇±20%精度的產品。

正確選擇一顆片式電容時，除了要提供其規格尺寸及容量大小外，還必須特別注意到電路對這顆片式電容的溫度系數、額定電壓等參數的要求。

目前，我們主要提供以下系列片式電容產品：

• 通用系列、大容量系列、直流中高壓系列、超薄型系列、片式三端陶瓷濾波器（EMI）、四聯體/二聯體片式電容器（片式排容）等。