熱敏電阻(thermistor)是對(duì)溫度敏感的一種電子器件,其電阻值會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生改變。
熱敏電阻按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC thermistor)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC thermistor)。正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而增大,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻值隨溫度的升高而減小。
正溫度系數(shù)的熱敏電阻(PTC)除可做感知溫度外,多是用保護(hù)電路中。如在電源電路中防浪涌,保護(hù)后端的電容等器件不過載;用劇變溫度反應(yīng)大的PTC材料可做成可自恢復(fù)的保險(xiǎn)管;反應(yīng)線性的可用于LED燈珠的補(bǔ)償保護(hù)。
負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(NTC)一般適用于溫度測(cè)量、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。如在家用空調(diào)、熱水器中用于探測(cè)溫度,供后端電路調(diào)控溫度。
熱敏電阻的制作材料一般分為金屬材料、氧化物材料和半導(dǎo)體材料。氧化物材料主要成分是氧化鎂、氧化鐵和氧化鋅。半導(dǎo)體材料主要成分是氧化錫和氧化銅。
熱敏電阻的特點(diǎn)是具有靈敏度較高、工作溫度范圍寬、體積小。其電阻值可在0.1~100kΩ間任意選擇,易加工成各種形狀,穩(wěn)定性好。氧化物材料的熱敏電阻具有成本低、過載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。半導(dǎo)體材料的熱敏電阻具有精度高、響應(yīng)速度快、可靠性好、靜態(tài)功耗低的優(yōu)點(diǎn)。
熱敏電阻的常用參數(shù):
1、Rc:標(biāo)稱阻值。一般指環(huán)境溫度為25℃時(shí)熱敏電阻器的實(shí)際電阻值。
2、RT:實(shí)際阻值。在一定的溫度條件下所測(cè)得的電阻值。
3、T0:基準(zhǔn)(環(huán)境)溫度基點(diǎn)。一般為25℃。
4、T1:第一個(gè)溫度基點(diǎn)(通常是 25℃),但其計(jì)量單位為K,注意這里的K是開爾文。如為25℃,T1=25+273.15=298.15K
5、T2:第二個(gè)溫度基點(diǎn)。計(jì)量單位同T1。
6、B:材料常數(shù)。它是一個(gè)描述熱敏電阻材料物理特性的參數(shù),也是熱靈敏度指標(biāo),它描述的是兩個(gè)溫度點(diǎn)之間特定溫度范圍內(nèi)的電阻 (R/T)曲線的梯度。B值定義為 T1和 T2范圍之間的熱敏電阻材料常數(shù)。即 B(T1/T2)。B值越大,表示熱敏電阻器的靈敏度越高。應(yīng)注意的是,在實(shí)際工作時(shí),B值并非一個(gè)常數(shù),而是隨溫度的升高略有增加。
除上述常用的參數(shù)外,制造商提供的產(chǎn)品資料中還會(huì)標(biāo)熱敏電阻的類型是NTC還是PTC,以及溫度與電阻值的關(guān)系表。
在SOA蝶型器件中,熱敏電阻常被用于監(jiān)測(cè)器件內(nèi)部溫度。通過測(cè)量熱敏電阻的電阻值,可以體現(xiàn)出其所在環(huán)境溫度的變化。這種監(jiān)測(cè)方式對(duì)于SOA器件的溫度控制非常重要,因?yàn)镾OA器件中的放大器芯片對(duì)溫度變化比較敏感。如隨著溫度的升高,SOA芯片需要有更多的載流子注入來維持所需的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),SOA芯片的閾值電流升高,這會(huì)導(dǎo)致SOA的能量轉(zhuǎn)化效率降低,將更多的電能轉(zhuǎn)換為熱能,發(fā)射波長(zhǎng)也隨著溫度的變化發(fā)生漂移。如果SOA芯片不能快速有效地制冷,則不僅會(huì)影響其輸出特性,甚至?xí)?duì)SOA芯片造成損傷。為了保證SOA芯片有較長(zhǎng)的工作壽命,必須采取自動(dòng)溫度控制的措施,來控制SOA芯片溫度,維持SOA的正常工作。
![wKgaomTtSdeAVyjnAAFx5KfRl70155.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/A1/AA/wKgaomTtSdeAVyjnAAFx5KfRl70155.png)
以天津見合八方的SOA為例,SOA器件內(nèi)光芯片旁貼有一片NTC型熱敏電阻,芯片的工作溫度一般是設(shè)定在25℃,當(dāng)芯片溫度高于或低于25℃時(shí),熱敏電阻的電阻值就會(huì)發(fā)生變化。這個(gè)阻值的變化可通過檢測(cè)電路檢出。檢測(cè)電路將這個(gè)變化的信號(hào)傳遞給調(diào)溫控制電路,調(diào)溫電路會(huì)驅(qū)動(dòng)可制冷和制熱的器件(TEC半導(dǎo)體熱電制冷器),這個(gè)TEC裝在芯片下面的熱沉上,通過調(diào)節(jié)熱沉的溫度來對(duì)芯片溫度進(jìn)行反向控制,使之維持在設(shè)定的25℃上。從而起到保證SOA性能參數(shù)穩(wěn)定和延長(zhǎng)壽命的作用。
![說明: D:\天津公司\市場(chǎng)\宣傳\軟文\比較電路.png](https://file1.elecfans.com/web2/M00/A0/61/wKgZomTtSdeAXo1MAAB0Dp3k4UE361.png)
溫度偏差檢出電路示意圖
現(xiàn)一些半導(dǎo)體芯片廠家推出系列的TEC專用集成電路芯片。如美信公司,其MAX1968,一側(cè)接熱敏電阻,另一側(cè)接TEC,周邊配上一些阻容電感器件,即可構(gòu)建一套不錯(cuò)的溫度控制系統(tǒng)。
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