热敏电阻是开发早、品种多、开展较老练的活络元器件．热敏电阻由半导体陶瓷资料组成，运用的原理是温度引起电阻改动。若电子和空穴的浓度别离为n、p，迁移率别离为μn、μp，则半导体的电导为：σ=q（nμn+pμp）。因为n、p、μn、μp都是依靠温度T的函数，所以电导是温度的函数，因而可由丈量电导而推算出温度的凹凸，并能做出电阻-温度特性曲线．这便是半导体热敏电阻的作业原理。
热敏电阻包含正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）。因为半导体热敏电阻有共同的功用，所以在运用方面，它不只能够作为丈量元件（如丈量温度、流量、液位等），还能够作为操控元件（如热敏开关、限流器）和电路补偿元件．热敏电阻广泛用于家用电器、电力工业、通讯、军事科学、宇航等各个范畴，开展前景极端宽广。
热敏电阻的分类：
一、PTC热敏电阻
PTC（PosiTIve Temperature Coeff1Cient）是指在某一温度下电阻急剧添加、具有正温度系数的热敏电阻现象或资料，可专门用作安稳温度传感器．该资料是以BaTIO3或SrTIO3或PbTIO3为首要成分的烧结体，其间掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价操控而使之半导化，常将这种半导体化的BaTiO3等资料简称为半导（体）瓷；一起还添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他效果的添加物，选用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化，然后得到正特性的热敏电阻资料．其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件（尤其是冷却温度）不同而改动．
钛酸钡晶体归于钙钛矿型结构，是一种铁电资料，纯钛酸钡是一种绝缘资料．在钛酸钡资料中加入微量稀土元素，进行恰当热处理后，在居里温度邻近，电阻率猛增几个数量级，发作PTC效应，此效应与BaTiO3晶体的铁电性及其在居里温度邻近资料的相变有关．钛酸钡半导瓷是一种多晶资料，晶粒之间存在着晶粒间界面．该半导瓷当到达某一特定温度或电压，晶体粒界就发作改动，然后电阻急剧改动．
钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界（晶粒间界）．关于导电电子来说，晶粒间界面适当于一个势垒．当温度低时，因为钛酸钡内电场的效果，导致电子极简略跳过势垒，则电阻值较小．当温度升高到居里点温度（即临界温度）邻近时，内电场遭到破坏，它不能协助导电电子跳过势垒．这适当于势垒升高，电阻值忽然增大，发作PTC效应．钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模型有海望外表势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型，它们别离从不同方面临PTC效应作出了合理解说．
试验标明，在作业温度规模内，PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用试验公式标明：
RT=RT0expBp（T-T0）
式中RT、RT0标明温度为T、T0时电阻值，Bp为该种资料的资料常数．
PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间分出相的性质，并随杂质品种、浓度、烧结条件等而发作显着改动．最近，进入实用化的热敏电阻中有运用硅片的硅温度活络元件，这是体型且精度高的PTC热敏电阻，由n型硅构成，因其间的杂质发作的电子散射随温度上升而添加，然后电阻添加。
PTC热敏电阻于1950年呈现，随后1954年呈现了以钛酸钡为首要资料的PTC热敏电阻．PTC热敏电阻在工业上可用作温度的丈量与操控，也用于轿车某部位的温度检测与调理，还很多用于民用设备，如操控瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度，运用自身加热作气体剖析和风速机等方面．下面简介一例对加热器、马达、变压器、大功率晶体管等电器的加热和过热维护方面的运用。
PTC热敏电阻除用作加热元件外，一起还能起到“开关”的效果，兼有活络元件、加热器和开关三种功用，称之为“热敏开关”，如图2和3所示．电流经过元件后引起温度升高，即发热体的温度上升，当超越居里点温度后，电阻添加，然后约束电流添加，所以电流的下降导致元件温度下降，电阻值的减小又使电路电流添加，元件温度升高，循环往复，因而具有使温度坚持在特定规模的功用，又起到开关效果．运用这种阻温特性做成加热源，作为加热元件运用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等，还可对电器起到过热维护效果。
二、NTC热敏电阻
NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指随温度上升电阻呈指数联系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和资料．该资料是运用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充沛混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻．其电阻率和资料常数随资料成分份额、烧结气氛、烧结温度和结构状况不同而改动．现在还呈现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻资料。
NTC热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷，具有负的温度系数，电阻值可近似标明为：
式中RT、RT0别离为温度T、T0时的电阻值，Bn为资料常数．陶瓷晶粒自身因为温度改动而使电阻率发作改动，这是由半导体特性决议的。
NTC热敏电阻器的开展阅历了绵长的阶段．1834年，科学家初次发现了硫化银有负温度系数的特性．1930年，科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的功用，并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中．随后，因为晶体管技能的不断开展，热敏电阻器的研讨获得重大发展．1960年研发出了N1C热敏电阻器．NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。
热敏电阻器温度计的精度能够到达0.1℃，感温时刻可少至10s以下．它不只适用于粮仓测温仪，一起也可运用于食物贮存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度丈量。
三、CTR热敏电阻
临界温度热敏电阻CTR（Crit1Cal Temperature Resistor）具有负电阻突变特性，在某一温度下，电阻值随温度的添加激剧减小，具有很大的负温度系数．构成资料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物的混合烧结体，是半玻璃状的半导体，也称CTR为玻璃态热敏电阻．突变温度随添加锗、钨、钼等的氧化物而变．这是因为不同杂质的掺入，使氧化钒的晶格距离不同形成的．若在恰当的复原气氛中五氧化二钒变成二氧化钒，则电阻剧变温度变大；若进一步复原为三氧化二钒，则剧变消失．发作电阻剧变的温度对应于半玻璃半导体物性剧变的方位，因而发作半导体-金属相移．CTR能够作为控温报警等运用。
热敏电阻的理论研讨和运用开发已获得了有目共睹的效果．跟着高、精、尖科技的运用，对热敏电阻的导电机理和运用的更深层次的探究，以及对功用优秀的新资料的深入研讨，将会获得迅速开展。
热敏电阻的资料分类：
热敏资料一般可分为半导体类、金属类和合金类三类，现别离简述如下。
半导体热敏电阻资料
这类资料有单晶半导体、多晶半导体、玻璃半导体、有机半导体以及金属氧化物等。它们均具有十分大的电阻温度系数和高的龟阻率，用其制成的传感器的活络度也适当高。按电阻温度系数也可分为负电阻温度系数资料和正电阻温度系数资料。在有限的温度规模内，负电阻温度系数资料a可达-6*10-2/℃，正电阻温度系数资料a可高达-60*10-2/℃以上。如饮酸钡陶瓷便是一种抱负的正电阻温度系数的半导体资料。上述两种资料均广泛用于温度丈量、温度操控、温度补瞬、开关电路、过载维护以及时刻推迟等方面，如别离用子制作热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻推迟继电错等 。这类资料因为电阻和流度呈指数联系，因而测温规模狭隘、均匀性也差 。
金属热敏电阻资料
此类资料作为热电阻测温、限流器以及主动恒温加热元件均有较为广泛的运用。如铂电阻温度计、镍电阻温度计、铜电阻温度计等。其间铂侧温传感器在各种介质中（包含腐蚀性介质），表现出显着的高精度和高安稳的特征。可是，因为铂的稀缺和价格昂贵而使它们的广泛运用遭到必定的约束。铜测温传感器较廉价，但在腐蚀性介质中长时刻运用，可导致静态特性与阻值发作显着改动。最近有资料报道，铜测温传感器可在空气介质中-60~180℃温度规模运用。可是，国外为了在-60~180℃长时刻地丈量温度和在250℃短期丈量温度，遍及很多运用着镍测温传感器，并以为镍是一种较抱负的资料，因为它们具有高的活络度、满意的重现性和安稳性 。
合金热敏电阻资料
合金热敏电阻资料亦称热敏电阻合金。这种合金具有较高的电阻率，而且电阻值随温度的改动较为活络，是一种制作温敏传感器的杰出资料。
作为温敏传感器的热敏电阻合金功用要求如下：
（1）足够大的电阻率；
（2）适当高的电阻温度系数；
（3）具有挨近于试验资料线膨胀系数；
（4）小的应变活络系数；
（5）在作业温度区间加热和冷却时，电阻温度曲线应有杰出的重复性 。
热敏电阻参数：
零功率电阻：
是指在某一温度下丈量PTC热敏电阻值时，加在PTC热敏电阻上的功耗极低，低到因其功耗引起的PTC热敏电阻的阻值改动能够疏忽不计。额外零功率电阻指环境温度25℃条件下测得的零功率电阻值。
居里温度 Tc：
关于PTC热敏电阻的运用来说，电阻值开端峻峭地增高时的温度是重要的，咱们将其界说为居里温度。居里温度对应的PTC热敏电阻的电阻 RTc = 2*Rmin。
温度系数 α：
PTC热敏电阻的温度系数界说为温度改动导致的电阻的相对改动。温度系数越大， PTC热敏电阻对温度改动的反响越活络。 α = （lgR2-lgR1）/lge（T2-T1）
额外电压 VN：
额外电压是在最大作业电压Vmax以下的供电电压。一般 Vmax = VN + 15［%］
击穿电压 VD：
击穿电压是指PTC热敏电阻最高的电压承受能力。PTC热敏电阻在击穿电压以上时将会击穿失效。
外表温度 Tsurf：
外表温度Tsurf是指当PTC热敏电阻在规则的电压下而且与周围环境间处于热平衡状况已达较长时刻时，PTC热敏电阻外表的温度。
动作电流 Ik：
流过PTC热敏电阻的电流，足以使PTC热敏电阻自热温升超越居里温度，这样的电流称为动作电流。 动作电流的最小值称为最小动作电流。
不动作电流 INk：
流过PTC热敏电阻的电流，缺乏以使PTC热敏电阻自热温升超越居里温度， 这样的电流称为不动作电流。不动作电流的最大值称为最大不动作电流。
技能参数：
①标称阻值Rc：一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实践电阻值。
②实践阻值RT：在必定的温度条件下所测得的电阻值。
③资料常数：它是一个描绘热敏电阻资料物理特性的参数，也是热活络度目标，B值越大，标明热敏电阻器的活络度越高。应留意的是，在实践作业时，B值并非一个常数，而是随温度的升高略有添加。
④电阻温度系数αT：它标明温度改动1℃时的阻值改动率，单位为%/℃。
⑤时刻常数τ：热敏电阻器是有热惯性的，时刻常数，便是一个描绘热敏电阻器热惯性的参数。它的界说为，在无功耗的状况下，当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度忽然改动时，热敏电阻体的温度改动了两个特定温度之差的63.2%所需的时刻。τ越小，标明热敏电阻器的热惯性越小。
⑥额外功率PM：在规则的技能条件下，热敏电阻器长时刻接连负载所答应的耗散功率。在实践运用时不得超越额外功率。若热敏电阻器作业的环境温度超越 25℃，则有必要相应下降其负载。
⑦额外作业电流IM：热敏电阻器在作业状况下规则的名义电流值。
⑧丈量功率Pc：在规则的环境温度下，热敏电阻体受测验电流加热而引起的阻值改动不超越0.1%时所耗费的电功率。
⑨最大电压：关于NTC热敏电阻器，是指在规则的环境温度下，不使热敏电阻器引起热失控所答应接连施加的最大直流电压；关于PTC热敏电阻器，是指在规则的环境温度和停止空气中，答应接连施加到热敏电阻器上并确保热敏电阻器正常作业在PTC特性部分的最大直流电压。
⑩最高作业温度Tmax：在规则的技能条件下，热敏电阻器长时刻接连作业所答应的最高温度。
?开关温度tb:PTC热敏电阻器的电阻值开端发作跃增时的温度。
?耗散系数H：温度添加1℃时，热敏电阻器所耗散的功率，单位为mW/℃。
热敏电阻的运用：
热敏电阻也可作为电子线路元件用于外表线路温度补偿和温差电偶冷端温度补偿等。运用NTC热敏电阻的自热特性可完结主动增益操控，构成RC振荡器稳幅电路，推迟电路和维护电路。在自热温度远大于环境温度时阻值还与环境的散热条件有关，因而在流速计、流量计、气体剖析仪、热导剖析中常运用热敏电阻这一特性，制成专用的检测元件。PTC热敏电阻首要用于电器设备的过热维护、无触点继电器、恒温、主动增益操控、电机发动、时刻推迟、彩色电视主动消磁、火灾报警和温度补偿等方面。
首要运用规模包含：
电磁炉、电压力锅、电饭煲、电烤箱、消毒柜、饮水机、微波炉、电取暖机、工业、医疗、环保、气候、食物加工设备等家用电器的温度操控及温度检测以及办公主动化设备（如复印机、打印机）、外表线圈、集成电路、石英晶体振荡器和热电偶的等温度检测及温度补偿。
1.过液面操控 将两只负温度系数热敏电阻置于容器高、低液面安全方位，并施加定值加热电流。处于底部浸没于液体中的热敏电阻外表温度与周界温度相同，而处于高处露出于空气中的热敏电阻外表温度则高于周界温度。若液面吞没高处电阻，使其外表溢度下降阻值增高，判别电路可运用阻值改动而及时告诉报警设备，动作电路堵截进液管路，起到过液面维护效果。若液面下降到低位，底部热敏电阻逐步露出于空气中，此刻外表温度升高阻值下降，判别电路可运用阻值改动而及时告诉动作电路打开进液管路供液。
2.温度丈量 作为丈量温度的热敏电阻一般结构简略，价格低廉。因为自身阻值较大，所以可疏忽衔接处的触摸电阻，并可运用在数千米之外的远距离遥测进程。
3.温度补偿 运用负温度特性，可在某些电子设备中起到补偿效果。当过载而使电流和温度添加时，热敏电阻阻值加大反向下拉电流，起到补偿、维护等效果。此刻应留意热敏电阻需串接在电子线路中。
4.温度拉制 在机电维护与操控中，常将临界点热敏电阻串接在继电器操控回路中，当某一设备遇突发性毛病发作过载时，引起温度增高。若到达临界点阻值忽然下降，继电器电流超越动作电流额外值而动作，起到堵截、维护效果。
5.温度维护 热敏电阻在一些设备的功用办理中起着十分要害的效果，如无线话机、笔记本计算机、等。假如充电电阻很大，这些设备的电池完结充电就会很快。但一起也会存在过热的风险。假如过热使得温度超越电池的居里温度，电池的损坏就不能康复。但假如充电电压太低，则电池充电时刻就会长到无法忍受。在电池中运用热敏电阻，就能够检测过热的电阻或电池的过热，然后调整充电的速度。其结果是，电池开端充电时的电压会比较大，这样，在比较短的时刻内就能够以较大的充电电压快速充电。而当即将到达临界电压或临界温度时，能够操控充电的速度使之下降，然后，再比较平稳地完结充电。
6.过热维护 笔记本计算机越来越小的尺度，主板对温度是十分活络的，而主板又是十分挨近发热的电源电阻，不断提高的CPU 主频不只提高了CPU 的速度，也使得它的作业温度高。在这种场合，外表封装式热敏电阻既能够快速呼应又有过热的维护，也比较简略运用。
7.食物与药品的温度操控 食物和药品工业在运送进程中也运用温度操控确保产品的质量。为避免部分或悉数地丢失药品的有效性，有不少药品在运送中要精确地操控温度和湿度。在运送进程中温度传感器不断地办理着运送的条件。
8.医院范畴的热敏电阻运用 温度一般是人体最常常测，而且一直是多种人体严重情况的前期正告。特别是新生儿，要经过体温细心地督查他们的状况。 在医院的环境中新生儿常常用取暖器，乃至婴儿箱要坚持温度。温度调理可用一个安放在婴儿腹部的热敏电阻探针完结。婴儿箱一般是密封的，除要监控婴儿的温度外，还要操控婴儿箱内的空气。
9.热敏电阻在轿车工业中运用 轿车工业现在替代空间工业成为传感技能进步的推动者。热敏电阻广泛地用来测验轿车的空调、发动机、水箱温度，现在，则有许多新的运用。
现在对热敏电阻工业提出了很高的要求：较小的尺度、较高的安稳性、较好的高温测验功用，等等。在所有这些方面现在所获得的发展。在这些发展的根底大将会有许多新的运用：包含细小温差传感器、改善燃气功率的轿车中的高温传感器，等等。回忆热敏电阻运用的发展，能够信任，现在热敏电阻工业和研讨的发展必定能够满意电子工业现在和将来关于热敏传感所提出的各种需求。
