什么是PTC热敏电阻

PTC热敏电阻（Positive Temperature Coefficient Thermistor）是一种热敏电阻，其电阻值随温度的升高而增加。与NTC（Negative Temperature Coefficient）热敏电阻相比，PTC热敏电阻的电阻-温度特性是正相关的，这意味着当温度升高时，电阻值也会随之增加。

PTC热敏电阻通常由半导体材料制成，其工作原理基于材料的正温度系数特性。当温度升高时，材料内的载流子浓度会增加，导致电阻值的增加。

PTC热敏电阻符号

然而，它们在此类电路中的使用已很大程度上被金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 所取代。与等效 PTC 器件相比，这种类型的晶体管提供了更大的功率处理能力，并且通常需要更小的电压降来实现足够的电流。尽管如此，PTC 热敏电阻仍然偶尔出现在电池保护电路等应用中，因为与 MOSFET 相比，它们提供更简单的设计解决方案。 

不同类型PTC热敏电阻的工作原理

PTC 特性是由于较高温度下电荷载流子数量的增加所致。载流子的数量受材料类型和结构的影响非常大，基于此我们可以将它们分为两种类型：聚合物PTC热敏电阻和硅PTC热敏电阻。

聚合物PTC热敏电阻

聚合物PTC 热敏电阻的工作原理 基于其电阻随温度变化的非线性特性。这种行为是因为有助于传导的自由电荷载流子（电子或空晶格位点，取决于半导体材料）的数量被热激活。也就是说，在低温下，载流子反应迟缓，对导电过程的贡献很小，而在较高温度下，它们移动得如此之快，以至于其贡献急剧增加。图 1（蓝线）说明了假设半导体材料的这种行为，但对于真实材料也会看到相同的行为（尽管具有不同的值）。聚合物开关、半熔断器和多熔断器只是用于营销它们的几个品牌名称。

硅PTC热敏电阻

与聚合物 PTC 热敏电阻相反，硅 PTC 热敏电阻以其线性特性而闻名，这使得它们特别适合用作温度传感器。大多数情况下，硅PTC热敏电阻的电阻曲线是一条有一个交点的直线（参见图1中的蓝线）。这一特性使得可以将热敏电阻用作温度传感器，您可以读出与温度成比例的模拟值。

PTC热敏电阻的应用

PTC 热敏电阻具有广泛的应用，包括：

1. 温度传感器：PTC热敏电阻可以用作温度传感器，通过测量电阻值的变化来检测环境温度。它们广泛用于家电、汽车、医疗设备等领域中，用于监测温度并控制设备的运行。

2. 过流保护：PTC热敏电阻可以用作过流保护元件，当电路中的电流超过额定值时，PTC热敏电阻的电阻值会急剧增加，限制电流流动，从而保护电路和设备不受损坏。

3. 电热器控制：PTC热敏电阻可用于电热器控制，当电阻值随温度升高而增加时，可以限制电热器的功率输出，实现温度控制和恒温功能。

4. 电源电路：在电源电路中，PTC热敏电阻可以用于稳流和稳压，通过控制电路的电阻值来实现稳定的电流输出和电压输出。

5. 汽车电子：在汽车电子系统中，PTC热敏电阻被广泛应用于发动机温度控制、座椅加热、车内温度监测等功能。

如何选择PTC热敏电阻

PTC 热敏电阻有许多不同类型，它们都具有独特的特性，使其比其他热敏电阻更适合某些应用。

1、当被保护电路正常工作时，计算最高环境温度、电路中的工作电流、所需动作时间等。 

2. 选择不同的安装类型。例如，如果您正在寻找低功耗的高温器件，那么轴向引线型将是完美的选择。如果您想要具有更高额定电流或更精确的温度传感功能的产品，那么芯片类型可能更适合您的需求。 

3、根据最高环境温度和电路工作电流选择“维持电流”最高的产品规格。 

4.确保您选择的热敏电阻的动作时间小于保护电路所需的时间。

PTC热敏电阻的电路示例

在正常环境温度下，PTC热敏电阻Rp的阻值小于输出电压Rs的阻值。当环境温度超过设定值时，PTC热敏电阻Rp的阻值迅速上升并达到Rs，此时Vo增大。

图（1）所示为温度补偿的基本电路。对晶体管进行偏置时，请使用PTC热敏电阻的电阻。如果晶体管过热，PTC 热敏电阻也会升温。当PTC热敏电阻经过开关温度时，它会变成高阻值，不会对电路产生偏置，并关闭晶体管。在图（2）和（3）的情况下，它也可以用作过热传感器。

使用多个 PTC 热敏电阻可以覆盖与比较器配合使用的多个热点。下面显示了两个串联的 PTC 热敏电阻传感器的基本电路，用于监视极限温度并在超过极限温度时打开风扇。

当PTC热敏电阻至少检测到过热时，比较器可以通过耐高温来工作。它可以在相同的基本电路设计中轻松替换多个 PTC 热敏电阻或感应温度。

PTC热敏电阻如何测量好坏

1. 测量电阻值：使用万用表或电阻测量仪测量PTC热敏电阻的电阻值。首先将电阻器从电路中断开，然后将测试仪的探头连接到PTC热敏电阻的两端，读取其电阻值。如果电阻值接近标称值并且在一定范围内波动，则说明PTC热敏电阻工作正常；如果电阻值异常偏离或无法测量到电阻值，则可能说明PTC热敏电阻已损坏。

2. 测量温度响应：可以使用温度计或温度传感器来测量PTC热敏电阻的温度响应。将PTC热敏电阻置于已知温度的环境中，并观察其电阻值随温度变化的情况。正常情况下，随着温度的升高，PTC热敏电阻的电阻值应该增加。如果电阻值与预期的温度响应不匹配，则可能存在问题。

3. 外观检查：仔细检查PTC热敏电阻的外观，查看是否有明显的损坏、破裂或氧化。这可能表明PTC热敏电阻已经受到物理损坏或环境腐蚀，需要更换。

4. 功能测试：将PTC热敏电阻连接到一个电路中，并观察其在实际应用中的工作情况。例如，在温度传感器中使用PTC热敏电阻，可以将其连接到一个电路中，然后观察传感器输出的温度值是否与环境温度相匹配。

通过上述方法，可以判断PTC热敏电阻是否工作正常。如果存在异常或问题，可能需要进行维修或更换。