1. 热敏电阻介绍

热敏电阻（Thermistor）是一种传感器电阻，其电阻值随着温度的变化而变化，其体积随温度的变化比一般的固定电阻要大很多。组成热敏电阻的材料一般是陶瓷或聚合物，在有限的温度范围内能实现较高的精度，通常是-90℃~130℃。和热敏电阻类似的有使用纯金属（RTD）制作的电阻温度计，适用于较大的温度范围。

假设温度和电阻的变化为线性，热敏电阻和温度之间有关系式：

∆R=K∆T

其中，K称为温度系数，热敏电阻根据温度系数K分为两类：

K为正值，电阻值随着温度的升高而增大，称为正温度系数热敏电阻（PTC）；

K为负值，电阻值随着温度的升高而减小，称为负温度系数热敏电阻（NTC）；

注意：对于热敏电阻而言，K一般不是固定的值，温度和电阻值之间呈现非线性。而RTD温度和电阻值之间呈现线性。

由于实际条件下，∆R，∆T是非线性的，所有很少用温度系数K来描述热敏电阻的性能，而是使用电阻温度系数aT来描述，定义如下：

这个公式反应电阻随温度的变化率，电阻温度系数越大，说明热敏电阻对温度越敏感，能感知到热量的变化越明显。

根据上述原理，热敏电阻主要有以下6种使用场合：

1.过液面控制

2.温度测量

3.温度补偿

4.温度限制

5.温度保护

6.过热保护

2.负温度系数（NTC）电阻

NTC是NegaTIve Temperature Coefficent 的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。

它是以锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铝（Al）、锌（Zn）等两种或者两种以上高纯度金属氧化物为主要材料， 经共同沉淀或水热法合成的纳米粉体材料，后经球磨充分混合、等静压成型、高温烧结、半导体切片、划片、玻封烧结或环氧包封等封结工艺制成的接近理论密度结构的半导体电子陶瓷材料。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

它具有电阻值随着温度的变化而相应变化的特性。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100~1500000欧姆，温度系数-2%~-5%。外观形状一般有引线型、片状型等，如下图所示。

根据前面的介绍，NTC电阻的特性是温度系数K为负，即温度升高，电阻值减小。

由上面的曲线可知，如果知道NTC电阻的阻值，就能计算出当前的温度。计算方法如下

其中，T是温度，单位为K，R0是周围温度为T0 (K) 时的电阻值，B为常数。B常数随温度变化，反应了热敏电阻的电阻值变化倾向，通常称为材料B值。影响B值的因素有：

材料成分比例、烧结温度、烧结气氛和结构

下面以MF52A热敏电阻为例，来说明B常数。

从MF52A的手册中可以看出，在25~50℃和25~85℃两个不同的温度范围内，NTC电阻的B值是不一样的。这就提醒在使用热敏电阻做温度传感器时，需要注意测温范围和B值的确定。

3.应用举例

具有负温度系数特征的热敏电阻具有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、成本低等特点，NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

3.1 热敏电阻用于防浪涌

热敏电阻在开关电源输入电路中应用也比较多，主要是用来防止开机浪涌大电流对系统造成破坏。常温时，热敏电阻的阻值是KΩ级，电源接通后，流过热敏电阻的电流产生热量，温度上升，阻值下降；电源稳定时，热敏电阻的阻值降为了几Ω甚至更低，因此，不会消耗太多的能量。

当然，如果连续快速的多次上下电，NTC电阻也无法启到防浪涌的目的。

3.2 热敏电阻用于温度监测

锂离子电池的接口一般有三根线，分别为：正，负，NTC。在锂电池内部搭载的NTC热敏电阻就是用来监控电池正常使用过程中以及充电时的温度。电池温度上升时，NTC热敏电阻温度也会随之上升，从而电阻值会下降，当超过上限充电温度时，充电控制IC将会停止充电。如果设备要进行销售到国外的安规认证，有些文件中明确指出，锂电子组必须带有NTC温度监测才行。

4.总结

热敏电阻具有阻值和温度之间呈相关性的特点，广泛用于各种电子设备中。在使用热敏电阻时，需要考虑是选择PTC还是选择NTC。由于温度和阻值之前呈现非线性的特点，如果用在精确测温时，往往需要考虑到它自身的B值，以及线性拟合的方法。