热敏电阻是一种利用材料电阻随温度变化的特性来实现温度测量和控制的元件。热敏电阻主要分为两大类:负温度系数(NTC)热敏电阻和正温度系数(PTC)热敏电阻。
1. NTC热敏电阻:其电阻值随温度的升高而降低。NTC热敏电阻的V-I特性曲线通常呈现非线性,即在电流较小的区域中,电阻值随电流的增加而增加,但当电流增加到一定程度后,电阻值的增加速率会减缓。这是因为热敏电阻在电流流经时会产生自发热,当发热量较大时,热敏电阻自身的温度上升,电阻值随之降低。NTC热敏电阻广泛应用于温度测量、温度补偿、过热保护等领域。
2. PTC热敏电阻:其电阻值随温度的升高而增加。PTC热敏电阻的I-V特性曲线同样呈现非线性,当施加电压使得电阻的内部发热和向外的散热达到平衡状态时,外加电压和稳定自电流之间关系建立。PTC热敏电阻在定值电阻区域内,V = IR关系成立,无自发热。PTC热敏电阻还拥有最大电流点和恒功率区域两个参数,适用于过流保护、温度控制等场合。
3. 线性热敏电阻:与NTC和PTC热敏电阻不同,线性热敏电阻在有电流经过时,其有效电阻根据温度线性变化。这种热敏电阻的电阻-温度特性曲线接近直线,因此在某些应用中可以提供更精确的温度控制。
4. 半导体热敏电阻:某些金属氧化物半导体的电阻与温度的关系满足特定的数学模型,其电阻值随温度的变化呈现出指数关系。这类热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示,广泛应用于高精度温度测量和控制。
热敏电阻的温度特性曲线对于其在电子设备中的应用至关重要,设计者需要根据具体的应用需求选择合适的热敏电阻类型,并考虑其在不同温度下的电阻变化特性。