负温度系数三极管

负温度系数(NTC)热敏电阻器概述

1、NTC热敏电阻器简介

NTC热敏电阻器是负温度系数热敏电阻器的简称。这类热敏半导体材料大都是锰、钴、

镍和铜等金属氧化物等过渡金属氧化物按一定配比混合，采用精致的半导体陶瓷加工工艺制

备而成。温度系数通常为-1％～-6％左右，使用温区范围宽，随着温度升高热敏电阻值呈显

著减小。

NTC热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高，②工作温度范围宽，玻璃封装适用温度达200

℃，③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙的温度；④使用方便，电阻值可在0.1

Ω～10MΩ任意选择；⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。

NTC热敏电阻器广泛用于温度测量、温度控制、温度补偿、稳压以及延时等电路及设备中。

2、NTC热敏电阻器常用名词术语

a)负温度系数热敏电阻器

负温度系数热敏电阻器是一种其零功率电阻值随温度升高而减小的热敏电阻器。

b)零功率电阻值

在规定温度下测量热敏电阻器的电阻时，由于电阻体内部发热引起的电阻值变化相对于

总的测量误差来说可以忽略不计，这时测得的电阻值称为零功率电阻值。

c)额定零功率电阻值

热敏电阻器上标志的值，除非另有规定，这个值是基准温度为25℃时的标称值。

d)B值

B值是负温度系数热敏电阻器的热敏指数，它被定义为两个温度下零功率电阻值的自然

对数之差与这两个温度倒数之差的比值。

B＝(T1×T2)/(T2 –T1)×Ln（R1/R2）

式中：R1 ---温度为T1时的零功率电阻值

R2 ---温度为T2时的零功率电阻值

e) 额定功率

在规定条件下，热敏电阻器能长期连续正常工作允许施加的最大功率。

f) 耗散系数

在规定的环境下，热敏电阻器耗散功率的变化与热敏电阻体相应温度变化之比。

δ＝VTH ×ITH/(T-T0)℃

式中：VTH ---在温度T时通过热敏电阻电压

ITH ---在温度T时通过热敏电阻电流

T ---热平衡时的温度

NTC负温度系数热敏电阻

热敏电阻分为三类：正温度系数热敏电阻（PTC），负温度系数热敏电阻（NTC），临界温度电阻器（CTR）。

图1-1 NTC负温度系数热敏电阻

负温度系数热敏电阻器如图1-39所示。其电阻值随温度的增加而减小。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O～1000000欧姆，温度系数-2%～-6.5%。

⑴ 负温度系数热敏电阻温度方程

)(Tf TBTeA/' TBTBTTAeeSlASlR//'

其中：SlAA'

电阻值和温度变化的关系式为： )11(expNNTTTBRR

RT--在温度T（ K ）时的NTC热敏电阻阻值。

RN--在额定温度TN（ K ）时的NTC 热敏电阻阻值。以25°C为基准温度时测得的电阻值RN=R25，R25就是NTC热敏电阻的标称电阻值。通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值，亦指R25值。

B---NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。TTTRRTTTTB000ln

该关系式是经验公式，只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度，因为材料常数B 本身也是温度 T 的函数。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O～1000000欧姆，温度系数-2%～-6.5%。

已知温度T、额定温度TN和R25即可求的热敏电阻阻值RT。

⑵ 负温度系数热敏电阻主要特性

电阻温度系数σ

dTdRRTT1

微分式（），可得 2TB 热敏电阻的温度系数是负值。

-----温度测量电桥应用

温度测量电桥的A点所在的桥臂的电阻是固定的，故AU是固定的。B点所在的桥臂的电阻tR随温度变化，故BU是变动的。电阻tR为负温度系数热敏电阻，tR=1.5K指NTC热敏电阻的标称电阻值R25。为了方便取2R与tR成比例，这里取KRRt5.12，同时，1311212EERRRAU，得7501R。

NTC负温度系数热敏电阻选型与应用

I、抑制浪涌电流用MF71型NTC热敏电阻应用说明

开机浪涌电流产生的原因

图1是典型的电子产品电源部分简化电路，C1是与负载并联的滤波电容。在开机上电

的瞬间，电容电压不能突变，因此会产生一个很大的充电电流。根据一阶电路零状态响应模

型所建立的一阶线性非齐次方程可以求出其电流初始值相当于把滤波电容短路而得到的电

流值。这个电流就是我们常说的输入浪涌电流，它是在对滤波电容进行初始充电时产生的，

其大小取决于启动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容其所形成的回路的

总电阻。

图1 电源示意图

假设输入电压V1为220Vac，整个电网内阻（含整流桥和滤波电容）Rs=1Ω，若正好在

电源输入波形达到90度相位的时候开机，那么开机瞬间浪涌电流的峰值将达到

I=220×1.414/1=311（A）。这个浪涌电流虽然时间很短，但如果不加以抑制，会减短输入

电容和整流桥的寿命，还可能造成输入电源电压的降低，让使用同一输入电源的其它动力设

备瞬间掉电，对临近设备的正常工作产生干扰。

浪涌电流的抑制

浪涌电流的抑制方法有很多，一般中小功率电源中采用电阻限流的办法抑制开机浪涌电

流。图2是一个常见的110V/220V双输入电源示意图，以此为例，我们分析一下如何使用

NTC热敏电阻进行浪涌电流的抑制。

图2 110/220Vac

双输入电源示意图 NTC热敏电阻，即负温度系数热敏电阻，其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的

下降。NTC在应用上一般分为测温热敏电阻和功率型热敏电阻，用于抑制浪涌的NTC热敏电

阻指的就是功率型热敏电阻器。

图2中R1~R4为热敏电阻浪涌抑制器通常放置的位置。对于同时兼容110Vac和220Vac

输入的双电压输入产品，应该在R1和R2位置同时放两个NTC热敏电阻，这样可使在110Vac

输入连接线连接时和220Vac输入连接线断开时的冲击电流大小一致，也可单独在R3或R4

三极管测温原理

三极管（又称晶体三极管或晶体管）在温度测量中可以被用作温度传感器，其测温原理主要基于三极管的温度特性。在这种应用中，三极管被设置为温度敏感设备，其基本原理如下：

1. 基本原理： 三极管的电特性受温度的影响。温度升高会导致三极管的电特性发生变化，其中最常用的是基极-发射极电压（Vbe）的变化。

2. Vbe与温度关系： 在普通硅 NPN 三极管中，Vbe与温度之间存在大致的负温度系数关系，即随着温度升高，Vbe减小。

3. 电路连接： 为了利用这一温度特性，通常将三极管作为温度传感器连接到一个电路中。该电路中通常包括一个电流源，将电流引入三极管的基极-发射极回路。

4. 测量电压： 测量三极管的Vbe，可以通过测量基极和发射极之间的电压来实现。这个电压值随温度的变化而变化，可以用来间接测量温度。

5. 温度补偿电路： 为了提高测量的准确性，通常会设计一个温度补偿电路，使测量结果更精确地反映温度的变化。

需要注意的是，虽然三极管可以用作温度传感器，但它相对于一些专门的温度传感器（如热电偶或热敏电阻）来说，精度可能较低。在一些特殊要求的应用中，可能需要更为精确和专业的温度测量设备。