熱敏電阻的電阻值會隨溫度增加呈線性上升，外型為為軸向引線玻璃封裝結構，具有體積小、結構堅固、外形標準化、高精度和快速反應等優點，并具有極強的穩定性、復現性，重復百萬次特性曲線不
變，可在高溫和高濕的惡劣環境下使用，常用于通訊、汽車、儀表、計算器、家電等行業的溫度測量和控制，本文將介紹熱敏電阻并介紹其相關應用。
關鍵詞:熱敏電阻
一、 簡介：
熱敏電阻(Thermistor， Thermal Resistor 之縮寫，簡稱 TSR)，它是一種對溫度（熱)相當敏感的電阻，主要功能都是提供斷電功能，類似于保險絲，與保險絲的差別在于，保險絲在電流過大而斷電后
無法恢復通電功能，需要更換新的保險絲；熱敏電阻因電流異常而斷電后，若電流及溫度再次回復正常，即會自動恢復通電功能，不必更換零件即可重復使用，達到保護電子組件之目的。[2]熱敏電阻使
用范圍相當廣，譬如:各類消費性電子、玩具、家用電器、工業測量產品以及個人計算機必須具備之量測設備，而「熱敏電阻器」則是最容易取得的溫度感測組件。「熱敏電阻器」能因環境溫度高低而改
變電阻器值大小。如果我們能了解它的特性，改進它的缺點，減少讀取溫度誤差加強其準確度，將可減少電路損壞，不僅可降低廠商成本，更可拓展其應用領域，廣泛應用在電子、信息、通訊、家電、
汽車、生醫、航天等相關產業。[3]熱敏電阻如同 RTD，均為感熱性的半導體，且其電阻將隨溫度產生變化。熱敏電阻是由金屬氧化半導體 (MOS) 材料所構成，并封閉于玻璃或環氧樹脂中。同時，熱敏
電阻的額定電阻 (Nominal resistance) 值一般均高于 RTD (從 2,000 ~ 10,000 Ù)，且可使用于較低的電流。[
二、 熱敏電阻種類及特性：
熱敏電阻是一種電阻值對溫度極為敏感的半導體組件，因材質不同，它可分為正溫度系數(PTC, Positive Temperature Coefficient)及負溫度系數(NTC, Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻
兩種。[3]
(一) 正溫度系數(PTC)
依其所使用原料可分為陶瓷正溫度系數(CPTC，Ceramic PTC)熱敏電阻及高分子正溫度系數(PPTC，Polymeric PTC)熱敏電阻兩類。 CPTC 熱敏電阻是由鈦酸鋇、二氧化鈦
等材料添加少量稀土元素經高溫燒制成，這種組件于某段溫度范圍會維持穩定的低電阻值，直至溫度高于材料承受的溫度時，其阻值就會大幅增加。
PPTC 熱敏電阻主要是由聚乙稀及具導電性的碳黑微粒所制成。當有過大電流流過該器件時，它會因發熱而膨脹；其膨脹將使碳微粒分散開，阻抗增加。這使器件更快地發熱并膨脹得更大，阻抗再次增加
，使電路中的電流明顯地減少。當電源和故障解除后，它將收縮到其原來的形狀，并恢復為低阻抗狀態。
(二) 負溫度系數(NTC)
NTC 是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為材料制造的半導體陶瓷組件，因這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，其導電方式類似鍺、硅等半導體，在溫度低時，這些氧化物材料的載流子(電子)數目較
少，所以電阻值較高；隨著溫度上升，載流子數目增加，電阻值隨之下降。根據用途不同，NTC 熱敏電阻器之形狀區分為圓球型、圓片型、棒球型、二極管型或片式等形狀。大部分都具有高耐熱性、高
可靠性、高精度。用來作為溫度測定、溫度控制或電路的溫度補償。
三、 使用注意事項：
(一) 自熱問題
由于熱敏電阻器是一個電阻器，電流流過它時會產生一定的熱量，因此電路設計人員應確保串聯電阻器足夠大，以防止熱敏電阻器自熱過度，否則系統測量的是熱敏電阻器發出的熱，而不是周圍環境的
溫度。
(二) 熱跑脫（Thermal runaway)現象
例如使用NTC的時候，電阻隨溫度上升而下降，將使流經NTC的電流增加，此時NTC的功率損耗，電流便以平方倍使功率損耗快速增加，功率損耗增加后，產生的熱效應變大，溫度就隨之上升，使得NTC的
的電阻值再次下降，電流接著又增加，如此循環，最后因超過NTC負荷之瓦特數而燒掉。
(三) 累積誤差
熱敏電阻器的電阻會隨溫度而變化。為求準確度，設計電路時要注意組件的精度，包括電阻器、參考電壓及熱敏電阻器本身，仔細算出所有組件的累積誤差，以便和熱敏電阻器的精度相配合。
(四) 反應速度不同
不同型號的熱敏電阻器因溫度不同，所造成的電阻器變化速度亦不同，故必須因應不同的用途，選擇不同型號的熱敏電阻器。
四、 相關功能：
(一) 保護組件
例如高分子正溫度系數熱敏電阻（PPTC）是利用特殊的高分子混合導電的顆粒而形成導電高分子，在正常的環境溫度下，材料內部的導電顆粒含形成低阻抗的結構，當溫度上升至材料的轉換溫度以上時
，高分子的結構由結晶狀態變成非結晶態，并伴隨著體積增加使導電顆粒分開而使阻抗急遽增高當電路中電流突然增加， PPTC 熱敏電阻溫度亦隨之上升，當溫度上升超過轉折溫度(Tt)時，急遽增加的
阻抗可**突波電流的大小，進而達到保護組件的目的。
(二) 溫度補償
因負溫度系數熱敏電阻(NTC)的電阻值可以隨溫度的上升而下降，將負溫度系數熱敏電阻放入電路，沒有負溫度系數熱敏電阻前之電路總阻值含隨溫度上升(Rc)，而加上負溫度系數熱敏電阻做補償后，電
路總阻值RTotal 不隨溫度改變而有明顯變化。
(三) 液位傳感器
當電流增加，NTC 熱敏電阻產生的熱使組件本身的溫度上升，并與環境進行熱交換。液位傳感器，是利用 NTC 熱敏電阻在液體和空氣中的熱散失差異，當電流增加，NTC 熱敏電阻通以電流后產生焦耳熱
而升溫，其熱量傳導至周圍介質，平衡溫度將隨介質種類而不同。利用此方法可檢知 NTC 熱敏電阻在液體中或空氣中，以適時啟動警示燈。
五、 相關應用：
(一) 在電池電路中使用熱敏電阻，就可以檢測過量的電流或電流的過熱，從而調整充電的速率。其結果是，電池開始充電時的電流會比較大，這樣，在比較短的時間內就可以以較大的充電電流
快速充電。而當將要達到臨界電流或臨界溫度時，可以控制充電的速度使之降低，然后，再比較平穩地完成充電。
(二) 筆記本計算機越來越小的尺寸也對工程師進出了挑戰。計算機的主板對溫度是非常敏感的，而主板又是非常接近發熱的電源電路，不斷提高的CPU主頻不僅提高了CPU的速度，也使得它的工
作溫度更高了。在這種場合，表面封裝式熱敏電阻既可以快速響應來進行過熱的保護，也比較容易使用，但有時也無法將熱敏電阻安裝在需要的位置。將表面封裝式熱敏電阻結合一種特殊形狀的帶狀線
可以將溫度敏感組件放在特定的敏感點，從而進一步提高了保護的能力。
(三) 食品和藥品工業在運輸過程中也使用溫度控制來保證產品的質量。為了防止部分或全部地損失藥品的有效性，有不少藥品在運輸中要精確地控制溫度和溫度。在運輸過程中溫度記錄器不斷
地管理著運輸的條件。典型的記錄器可能是一組放在不同位置的測試卡，它可以包含內部熱敏電阻組件，外部熱敏電阻探針，或兩者兼而有之。
六、 討論及結論：
長期以來，熱敏電阻廣泛地用來測量水的溫度。現在，則有許多新的應用，這些應用中有許多是應用在豪華轎車中的，而且這將很快成為熱敏電阻的一種主流的應用。 現在對熱敏電阻工業提出了更高的
要求：更小的尺寸、更高的穩定性、更好的高溫測試性能，等等，在這些方面現在都取得了進展。在這些進展的基礎上將會有許多更新的應用：包括更精確的患者溫度的監控、微小溫差傳感器、用來改
進燃料效率的汽車中的高溫傳感器，等等，。回顧熱敏電阻應用200年來的進展，可以相信，現在熱敏電阻工業和研究的進展一定可以滿足電子工業現在和將來對于熱敏傳感所提出的各種需求。
(一) 熱敏電阻器的種類及特性
1、正溫度系數(PTC)熱敏電阻，其阻值隨著溫度上升而上升。
2、負溫度系數(NTC)熱敏電阻，其阻值隨著溫度上升而下降。
(二) 使用熱敏電阻器須注意的地方
1、注意電流量
熱敏電阻器有自熱效應，加在熱敏電阻器上的電壓不可太高，避免誤差產生，所以只能用微弱電流驅動。
2、注意自熱現象
不可將 PTC 熱敏電阻器與其他組件串聯來獲得更高的電壓或功率，因自熱現象，會使兩端電壓過高，導致熱敏電阻器的擊穿。
3、熱敏電阻的保護方法
不可將無保護之熱敏電阻器用于導電液體或浸蝕在還原氣體中，因為會使熱敏電阻器之特性發生變化。
4、熱敏電阻的靈敏度
熱敏電阻器可以并聯電阻器使用，以改善熱敏電阻器對溫度的變化曲線的線性度，但是電阻器的變化量將減少，使得靈敏度降低。
