片式NTC熱敏電阻【Chip NTC Thermistor】

片式疊層NTC熱敏電阻
全稱(chēng)：片式疊層負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，簡(jiǎn)稱(chēng)：片式NTC。
主要規(guī)格尺寸，按英制標(biāo)準(zhǔn)分為：0402、 0603、0805、1206等。
B值范圍：3000～4650，B值精度：±0.5～5%
標(biāo)稱(chēng)電阻值（指25℃時(shí)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(xiě)，即負(fù)溫度系數(shù)，NTC熱敏電阻器就是一種負(fù)溫度系數(shù)的電阻器，其阻值隨環(huán)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(dǎo)體性質(zhì)（因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類(lèi)似鍺、硅等半導(dǎo)體材料），當(dāng)溫度低時(shí)，內(nèi)部的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。片式NTC是采用疊層獨(dú)石結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)成型并在高溫（1200～1500℃）燒結(jié)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(tǒng)的片式疊層NTC熱敏電阻器相比，主要的優(yōu)點(diǎn)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(huán)氧包封，使其機(jī)械性能（下彎度3mm，傳統(tǒng)疊層片式NTC下彎度1mm）和耐腐蝕性能領(lǐng)先于傳統(tǒng)流延片式NTC熱敏電阻器，其N(xiāo)TC功能層厚度只有幾十微米，只有傳統(tǒng)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(yīng)速度、熱時(shí)間常數(shù)(0402型τ≤1S)，傳統(tǒng)疊層片式NTC的響應(yīng)時(shí)間一般＞3S。

什么是熱敏電阻器？

熱敏電阻是開(kāi)發(fā)早、種類(lèi)多、發(fā)展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導(dǎo)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(dǎo)體的電導(dǎo)為： σ=q（nμn+pμp） 因?yàn)閚、p、μn、μp都是依賴(lài)溫度T的函數(shù)，所以電導(dǎo)是溫度的函數(shù)，因此可由測(cè)量電導(dǎo)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(dǎo)體熱敏電阻的工作原理． 熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（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(diǎn)是：
①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測(cè)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(dá)到2000℃），低溫器件適用于-273℃～55℃；
③體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)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(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；
⑥穩(wěn)定性好、過(guò)載能力強(qiáng)． 由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨(dú)特的性能，所以在應(yīng)用方面，它不僅可以作為測(cè)量元件（如測(cè)量溫度、流量、液位等），還可以作為控制元件（如熱敏開(kāi)關(guān)、限流器）和電路補(bǔ)償元件．熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)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(shí)際上，熱敏電阻的B值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達(dá)5K/°C。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時(shí)，將與實(shí)測(cè)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(shù)計(jì)算時(shí)，則可降低與實(shí)測(cè)值之間的誤差，可認(rèn)為近似相等。

(式2) B T =CT 2 +DT+E

上式中，C、D、E為常數(shù)。
另外，因生產(chǎn)條件不同造成的B值的波動(dòng)會(huì)引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù)C、D 不變。因此，在探討B(tài)值的波動(dòng)量時(shí)，只需考慮常數(shù)E即可。


? 常數(shù)C、D、E的計(jì)算
常數(shù)C、D、E可由4點(diǎn)的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù) (T 0 , R 0 ). (T 1 , R 1 ). (T 2 , R 2 ) and (T 3 , R 3 )，通過(guò)式3～6計(jì)算。
首先由式樣3根據(jù)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(jì)算例

試根據(jù)電阻－溫度特性表，求25°C時(shí)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(jù)電阻－溫度特性表，求常數(shù)C、D、E。

(2) 代入B T =CT 2 +DT+E+50，求B T 。

(3) 將數(shù)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(shù)

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



這里α前的負(fù)號(hào)(－)，表示當(dāng)溫度上升時(shí)零負(fù)載電阻降低。

散熱系數(shù) (JIS-C2570)

散熱系數(shù)(δ)是指在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻元件通過(guò)自身發(fā)熱使其溫度上升1°C時(shí)所需的功率。
在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻的溫度T 1 、環(huán)境溫度T2及消耗功率P之間關(guān)系如下式所示。



產(chǎn)品目錄記載值為下列測(cè)定條件下的典型值。

(1)	25°C靜止空氣中。
(2)	軸向引腳、經(jīng)向引腳型在出廠狀態(tài)下測(cè)定。

額定功率(JIS-C2570)

在額定環(huán)境溫度下，可連續(xù)負(fù)載運(yùn)行的功率最大值。
產(chǎn)品目錄記載值是以25°C為額定環(huán)境溫度、由下式計(jì)算出的值。

(式) 額定功率=散熱系數(shù)×（最高使用溫度－25）

最大運(yùn)行功率

最大運(yùn)行功率=t×散熱系數(shù) … (3.3)
這是使用熱敏電阻進(jìn)行溫度檢測(cè)或溫度補(bǔ)償時(shí)，自身發(fā)熱產(chǎn)生的溫度上升容許值所對(duì)應(yīng)功率。(JIS中未定義。)容許溫度上升t°C時(shí)，最大運(yùn)行功率可由下式計(jì)算。

對(duì)應(yīng)環(huán)境溫度變化的熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)(JIS-C2570)

指在零負(fù)載狀態(tài)下，當(dāng)熱敏電阻的環(huán)境溫度發(fā)生急劇變化時(shí)，熱敏電阻元件產(chǎn)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(shí)間。

熱敏電阻的環(huán)境溫度從T 1 變?yōu)門(mén) 2 時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t與熱敏電阻的溫度T之間存在以下關(guān)系。

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

另外應(yīng)注意，散熱系數(shù)、熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)隨環(huán)境溫度、組裝條件而變化。

熱敏電阻主要類(lèi)型和參數(shù)有哪些？

熱敏電阻器 (thermistor)——型號(hào)MZ、MF：

是一種對(duì)溫度反應(yīng)較敏感、阻值會(huì)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(dǎo)體材料制成。

文字符號(hào)： “RT”或“R”

熱敏電阻器的種類(lèi)：

A．按結(jié)構(gòu)及形狀分類(lèi)——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(lèi)——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(lèi)——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(lèi)——正溫度系數(shù)（PTC）、負(fù)正溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻器。

熱敏電阻器的主要參數(shù)： 除標(biāo)稱(chēng)阻值、額定功率和允許偏差等基本指標(biāo)外，還有如下指標(biāo)：
1）測(cè)量功率：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，電阻體受測(cè)量電源加熱而引起阻值變化不超過(guò)0.1％時(shí)所消耗的功率。
2）材料常數(shù)：是反應(yīng)熱敏電阻器熱靈敏度的指標(biāo)。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(shù)：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(duì)變化量。
4）熱時(shí)間常數(shù)：指熱敏電阻器的熱惰性。即在無(wú)功功率狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí)，電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2％所需的時(shí)間。
5）耗散系數(shù)：指熱敏電阻器的溫度每增加1℃所耗散的功率。
6）開(kāi)關(guān)溫度：指熱敏電阻器的零功率電阻值為最低電阻值兩倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。
7）最高工作溫度：指熱敏電阻器在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)所允許承受的最高溫度。
8）標(biāo)稱(chēng)電壓：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的溫度下，與標(biāo)稱(chēng)工作電流所對(duì)應(yīng)的電壓值。
9）工作電流：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在在正常工作狀態(tài)下的規(guī)定電流值。
10）穩(wěn)壓范圍：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定電壓的范圍值。
11）最大電壓：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻器正常工作時(shí)所允許連續(xù)施加的最高電壓值。
12）絕緣電阻：指在規(guī)定的環(huán)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(shù)熱敏電阻器（PTC—positive temperature coefficient thermistor）

結(jié)構(gòu)——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(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)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(dāng)流經(jīng)它的電流超過(guò)額定值時(shí)，其電阻值能在幾秒鐘內(nèi)迅速增大至數(shù)百歐姆～數(shù)千歐姆以上。
作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)消磁電路、電冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)電路及過(guò)熱或過(guò)電流保護(hù)等電路中、還可用于電驅(qū)蚊器和卷發(fā)器、電熱墊、暖器等小家電中。

●負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC—negative temperature coefficient thermistor）

結(jié)構(gòu)——用錳（Mn）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋁（Al）等金屬氧化物（具有半導(dǎo)體性質(zhì)）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(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值隨之減小。
作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)器、微波爐、電烤箱、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等家電及辦公產(chǎn)品中，作溫度檢測(cè)、溫度補(bǔ)償、溫度控制、微波功率測(cè)量及穩(wěn)壓控制用。

貼片電容【Multilayer Chip Ceramic Capacitor】

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

片式電容的穩(wěn)定性及容量精度與其采用的介質(zhì)材料存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要分為三大類(lèi)別：
一、是以COG/NPO為I類(lèi)介質(zhì)的高頻電容器，其溫度系數(shù)為±30ppm/℃，電容量非常穩(wěn)定，幾乎不隨溫度、電壓和時(shí)間的變化而變化，主要應(yīng)用于高頻電子線路，如振蕩、計(jì)時(shí)電路等；其容量精度主要為±5%，以及在容量低于10pF時(shí)，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(lèi)介質(zhì)的中頻電容器，其溫度系數(shù)為±15%，電容量相對(duì)穩(wěn)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(chǎn)品。
三、是以Y5V為II類(lèi)介質(zhì)的低頻電容器，其溫度系數(shù)為：＋30～－80%，電容量受溫度、電壓、時(shí)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(chǎn)品。

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

目前，我們主要提供以下系列片式電容產(chǎn)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(lián)體/二聯(lián)體片式電容器（片式排容）等。