半導體熱敏電阻

半導體熱敏電阻

熱敏電阻
按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,随溫度上升電阻增加的為正溫度系數熱敏電阻,反之為負溫度系數熱敏電阻
    中文名:半導體熱敏電阻 外文名: 别名: 類型:正、負溫度系數熱敏電阻 組成:敏感元件 主要參數:标稱電阻值

工作原理

按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,随溫度上升電阻增加的為正溫度系數熱敏電阻,反之為負溫度系數熱敏電阻。

第一部分:主稱,用字母‘M’表示敏感元件。

第二部分:類别,用字母‘Z’表示正溫度系數熱敏電阻器,或者用字母‘F’表示負溫度系數熱敏電阻器。

第三部分:用途或特征,用一位數字(0-9)表示。一般數字‘1’表示普通用途,‘2’表示穩壓用途(負溫度系數熱敏電阻器),‘3’表示微波測量用途(負溫度系數熱敏電阻器),‘4’表示旁熱式(負溫度系數熱敏電阻器),‘5’表示測溫用途,‘6’表示控溫用途,‘7’表示消磁用途(正溫度系數熱敏電阻器),‘8’表示線性型(負溫度系數熱敏電阻器),‘9’表示恒溫型(正溫度系數熱敏電阻器),‘0’表示特殊型(負溫度系數熱敏電阻器)

第四部分:序号,也由數字表示,代表規格、性能。

往往廠家出于區别本系列産品的特殊需要,在序号後加‘派生序号’,由字母、數字和‘-’号組合而成。

例:MZ11

序号

普通用途

正溫度系數熱敏電阻器

敏感元件

主要參數

各種熱敏電阻器的工作條件一定要在其出廠參數允許範圍之内。熱敏電阻的主要參數有十餘項:标稱電阻值、使用環境溫度(最高工作溫度)、測量功率、額定功率、标稱電壓(最大工作電壓)、工作電流、溫度系數、材料常數、時間常數等。其中标稱電阻值是在25℃零功率時的電阻值,實際上總有一定誤差,應在±10%之内。

普通熱敏電阻的工作溫度範圍較大,可根據需要從-55℃到+315℃選擇,值得注意的是,不同型号熱敏電阻的最高工作溫度差異很大,如MF11片狀負溫度系數熱敏電阻器為+125℃,而MF53-1僅為+70℃,學生實驗時應注意(一般不要超過50℃)。

選擇

首選普通用途負溫度系數熱敏電阻器,因它随溫度變化一般比正溫度系數熱敏電阻器易觀察,電阻值連續下降明顯。若選正溫度系數熱敏電阻器,實驗溫度應在該元件居裡點溫度附近。

例MF11普通負溫度系數熱敏電阻器參數

主要技術參數名稱參數值MF11熱敏電阻符号外形圖

标稱阻值(kΩ)10~15片狀外形符号

額定功率(W)0.25

材料常數B範圍(k)1980~3630

溫度系數(10-2/℃)-(2.23~4.09)

耗散系數(mW/℃)≥5

時間常數(s)≤30

最高工作溫度(℃)125

測量

粗測熱敏電阻的值,宜選用量程适中且通過熱敏電阻測量電流較小萬用表。若熱敏電阻10kΩ左右,可以選用MF10型萬用表,将其擋位開關撥到歐姆擋R×100,用鳄魚夾代替表筆分别夾住熱敏電阻的兩引腳。

在環境溫度明顯低于體溫時,讀數10.2k,用手捏住熱敏電阻,可看到表針指示的阻值逐漸減小;松開手後,阻值加大,逐漸複原。這樣的熱敏電阻可以選用(最高工作溫度100℃左右)。

半導體熱敏電阻的工作原理

按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,随溫度上升電阻增加的為正溫度系數熱敏電阻,反之為負溫度系數熱敏電阻。nn

⑴正溫度系數熱敏電阻的工作原理nn

此種熱敏電阻以钛酸鋇(BaTio3)為基本材料,再摻入适量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫燒結爾成。純钛酸鋇是一種絕緣材料,但摻入适量的稀土元素如镧(La)和铌(Nb)等以後,變成了半導體材料,被稱半導體化钛酸鋇。

它是一種多晶體材料,晶粒之間存在着晶粒界面,對于導電電子而言,晶粒間界面相當于一個位壘。nn

當溫度低時,由于半導體化钛酸鋇内電場的作用,導電電子可以很容易越過位壘,所以電阻值較小;當溫度升高到居裡點溫度(即臨界溫度,此元件的‘溫度控制點’一般钛酸鋇的居裡點為120℃)時,内電場受到破壞,不能幫助導電電子越過位壘,所以表現為電阻值的急劇增加。

因為這種元件具有未達居裡點前電阻随溫度變化非常緩慢,具有恒溫、調溫和自動控溫的功能,隻發熱,不發紅,無明火,不易燃燒,電壓交、直流3~440V均可,使用壽命長,非常适用于電動機等電器裝置的過熱探測。nn

⑵負溫度系數熱敏電阻的工作原理nn

負溫度系數熱敏電阻是以氧化錳、氧化钴、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,采用陶瓷工藝制造而成。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質,完全類似于鍺、矽晶體材料,體内的載流子(電子和空穴)數目少,電阻較高;溫度升高,體内載流子數目增加,自然電阻值降低。

負溫度系數熱敏電阻類型很多,使用區分低溫(-60~300℃)、中溫(300~600℃)、高溫(>600℃)三種,有靈敏度高、穩定性好、響應快、壽命長、價格低等優點,廣泛應用于需要定點測溫的溫度自動控制電路,如冰箱、空調、溫室等的溫控系統。nn

熱敏電阻與簡單的放大電路結合,就可檢測千分之一度的溫度變化,所以和電子儀表組成測溫計,能完成高精度的溫度測量。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃~+315℃,特殊低溫熱敏電阻的工作溫度低于-55℃,可達-273℃。

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