NTC是Negative Temperature Coefficient
的縮寫,意思是負的溫度系數,泛指負溫度系數很(hěn)大的半導體(tǐ)材料或元器件,所謂NTC熱敏電(diàn)阻器就是負溫度系數熱敏電(diàn)阻器。它是以錳、钴、鎳和銅等金屬氧化物(wù)為(wèi)主要材料,
采用(yòng)陶瓷工(gōng)藝制造而成的。這些金屬氧化物(wù)材料都具(jù)有(yǒu)半導體(tǐ)性質(zhì),因為(wèi)在導電(diàn)方式上完全類似鍺、矽等半導體(tǐ)材料。溫度低時,這些氧化物(wù)材料的載流子(電(diàn)子和孔穴)數目少,所以其電(diàn)阻值較高;随着溫度的升高,載流子數目增加,所以電(diàn)阻值降低。NTC熱敏電(diàn)阻器在室溫下的變化範圍在10O~1000000歐姆,溫度系數-2%~-6.5%。NTC熱敏電(diàn)阻器可(kě)廣泛應用(yòng)于溫度測量、溫度補償、抑制浪湧電(diàn)流等場合。
NTC(Negative Temperature
Coeff1Cient)是指随溫度上升電(diàn)阻呈指數關系減小(xiǎo)、具(jù)有(yǒu)負溫度系數的熱敏電(diàn)阻現象和材料.該材料是利用(yòng)錳、銅、矽、钴、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物(wù)進行充分(fēn)混合、成型、燒結等工(gōng)藝而成的半導體(tǐ)陶瓷,可(kě)制成具(jù)有(yǒu)負溫度系數(NTC)的熱敏電(diàn)阻.其電(diàn)阻率和材料常數随材料成分(fēn)比例、燒結氣氛、燒結溫度和結構狀态不同而變化.現在還出現了以碳化矽、硒化錫、氮化钽等為(wèi)代表的非氧化物(wù)系NTC熱敏電(diàn)阻材料.
NTC熱敏半導瓷大多(duō)是尖晶石結構或其他(tā)結構的氧化物(wù)陶瓷,具(jù)有(yǒu)負的溫度系數,電(diàn)阻值可(kě)近似表示為(wèi):
式中(zhōng)RT、RT0分(fēn)别為(wèi)溫度T、T0時的電(diàn)阻值,Bn為(wèi)材料常數.陶瓷晶粒本身由于溫度變化而使電(diàn)阻率發生變化,這是由半導體(tǐ)特性決定的.
NTC熱敏電(diàn)阻器的發展經曆了漫長(cháng)的階段.1834年,科(kē)學(xué)家首次發現了硫化銀有(yǒu)負溫度系數的特性.1930年,科(kē)學(xué)家發現氧化亞銅-氧化銅也具(jù)有(yǒu)負溫度系數的性能(néng),并将之成功地運用(yòng)在航空儀器的溫度補償電(diàn)路中(zhōng).随後,由于晶體(tǐ)管技(jì )術的不斷發展,熱敏電(diàn)阻器的研究取得重大進展.1960年研制出了N1C熱敏電(diàn)阻器.NTC熱敏電(diàn)阻器廣泛用(yòng)于測溫、控溫、溫度補償等方面.下面介紹一個溫度測量的應用(yòng)實例.
它的測量範圍一般為(wèi)-10~+300℃,也可(kě)做到-200~+10℃,甚至可(kě)用(yòng)于+300~+1200℃環境中(zhōng)作(zuò)測溫用(yòng).RT為(wèi)NTC熱敏電(diàn)阻器;R2和R3是電(diàn)橋平衡電(diàn)阻;R1為(wèi)起始電(diàn)阻;R4為(wèi)滿刻度電(diàn)阻,校驗表頭,也稱校驗電(diàn)阻;R7、R8和W為(wèi)分(fēn)壓電(diàn)阻,為(wèi)電(diàn)橋提供一個穩定的直流電(diàn)源.R6與表頭(微安(ān)表)串聯,起修正表頭刻度和限制流經表頭的電(diàn)流的作(zuò)用(yòng).R5與表頭并聯,起保護作(zuò)用(yòng).在不平衡電(diàn)橋臂(即R1、RT)接入一隻熱敏元件RT作(zuò)溫度傳感探頭.由于熱敏電(diàn)阻器的阻值随溫度的變化而變化,因而使接在電(diàn)橋對角線(xiàn)間的表頭指示也相應變化.這就是熱敏電(diàn)阻器溫度計的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ).
熱敏電(diàn)阻器溫度計的精(jīng)度可(kě)以達到±0.5%,感溫時間可(kě)少至10s以下.它不僅适用(yòng)于糧倉測溫儀,同時也可(kě)應用(yòng)于食品儲存、醫(yī)藥衛生、科(kē)學(xué)種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測量.