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PTC热敏电阻是指具有正温度系数的热敏电阻，即其电阻值随 温度的升高而增加。NTC热敏电阻的阻值则随温度的上升而减小。 CTR（临界温度系数）热敏电阻的特点是当温度变化到某一数值
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（临界温度）时，其电阻值会在几度的温度范围内下降3~4个数量 级，常用于自动控制及温度报警电路中。 热敏电阻的特点：
1、灵敏度高 热敏电阻与铂、铜等金属热敏电阻比，其灵敏度要高数十甚至几 百倍。 2．材料加工容易、性能好 可根据使用要求加工成各种形状，特别是能够作到小型化。目前， 最小的珠状热敏电阻其直径仅为 0.2mm。 3．稳定性好 在0.01℃的小温度范围内，其稳定性可0.0002℃的精度。
4. 可制成1~10M欧标称阻值的热敏电阻，以供应用电路选择。
5．原料资源丰富，价格低廉
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3-1-1 半导瓷热敏电阻的基本特性
一、零功率电阻值（RT）
零功率电阻值是指在规定的温 度下，测量热敏电阻的电阻值时， 加在热敏电阻上的功耗极低，低到 因其功耗引起的电阻值的变化可以 忽略不计。环境温度25°下的零功 率电阻值称为额定零功率电阻值。
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六、热敏电阻的耗散系数
热敏电阻的耗散系数定义为热敏电 阻功率耗散的变化量 P与该元件的温度 变化量T 之比，即热敏电阻的体温每升 高１度所消耗的功率。
P T
W
K
七、热容量（C）
热容量是指热敏电阻本体温度每变化１度所放出或吸收的热量，
单位 J C
。
八、热敏电阻的热时间常数
在零功率条件下，当温度突变时，热敏电阻的温度变化了始末 两个温度差的 63.2% 时所需的时间，热时间常数与热敏电阻的热容 量成正比，与其耗散系数成反比。
于居里点 时，Tc由于高阻层晶格结构发
T
1 RT
dRT
dT 100%
四、类别温度范围
单位为% C
类别温度范围是指在零功率的条件下，热敏电阻可连续工作的 环境温度范围，不同类型或不同型号的热敏电阻，具有不同的类别 温度范围。通常在相应的产品详细规范中给出。
五、热敏电阻的最大功率（Pmax）
热敏电阻的最大功率是指在25 °静止空气中，能长期施加在元 件上的最大功耗。
近年来，随着电子计算机技术的显著进步，对温度传感器的要 求越来越高。高精度、高稳定性的产品需求量不断扩大，因此，高 性能的温度传感器的开发及应用，更加引起人们的重视。
温度传感器按使用的方式可分为两大类：测温时使传感器与被 测物体直接接触的称为接触型温度传感器；传感器与被测物体不接 触，而是利用被测物体发出的热辐射来测量的称为非接触型温度传 感器。
压大部分落在高阻的晶界层上，因而电子通过晶界时将对材料的导 电性能起作用。因此，可以利用晶界势垒来解释PTC效应：
由于在晶界面上存在一个势垒，当温
度在居里点 Tc 以下时，高阻的晶界具有
铁电性，介电常数极大。势垒高度与
介电常数成反比，所以此时势垒高度
很小，电子很容易越过势垒如图(a)所
示，相应材料的电阻率小。在温度高
二、电阻-温度特性 电阻-温度特性是指在静止的
各种热敏电阻的电阻温度特性
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空气中测得的热敏电阻的零功率电阻值与其温度之间的依赖关系。 PTC、NTC、及CTR热敏电阻的典型电阻-温度特性如上图所示。
三、电阻-温度系数（T）
电阻-温度系数是指电阻值随温度的变化率，其决定了热敏电阻 在全部工作范围内对温度的灵敏度，表达式为：
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第一节 半导陶瓷热敏电阻温度传感器
半导陶瓷热敏电阻一般是用金属氧化物为原料，采用陶瓷工艺 制备的具有半导体特性的陶瓷电阻器。这些热敏电阻的共同特点是 灵敏度高、重复性好、工艺性强，而且便于工业化生产，因而成本 较低。目前已广泛用于工业、农业、科研、国防等各个领域。
半导瓷热敏电阻主要有三种类型，即PTC热敏电阻、NTC热敏 电阻和CTR热敏电阻。
预烧
球磨
测试
引电极
烧成
成型
10
热敏电阻图示：
3-1-2 PTC热敏电阻 PTC热敏电阻通常是用 BaTiO3 SrTiO3掺入微量稀土元素使之 半导化而制成的。
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一、工作原理 PTC热敏电阻半导体具有多晶结构（晶粒尺寸约为3~100um),各 晶粒内部为半导电性区，晶界为高阻层区。当样品外加电压时，电
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
第一节 半导瓷热敏电阻温度传感器 第三节 PN结型半导体温度传感 器
1-1 半导瓷热敏电阻的基本特性 一、二极管温度传感器
1-2 PTC热敏电阻
二、晶体管温度传感器
1-3 NTC热敏电阻
三、集成电路（IC）温度传
1-4 负温临界（CTR）热敏电阻器 感器
1000～1500℃
光学高温计、辐射传感器、 热电偶
温 范
中高温用 传感器
500～1000℃
光学高温计、辐射传感器、 热电偶
中温用 围 传感器
0～500℃ 见表下内容
低温用 传感器
-250～0℃ 晶体管、热敏电阻
极低温用 传感器
-270～-250℃
BaSrTFra Baidu bibliotekO3陶瓷
热电偶、热敏电阻、石英晶体振动器、辐射传感器、晶体管、 二极管、半导体集成电路传感器
C
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九、静态伏安特性
是指在室温下，静止空气中热敏电阻在建立了热平衡以后，加 在其两端的电压与阻体稳定电流之间的关系。不同类型的热敏电阻 具有不同的静态伏安特性。
以上几种特性参数是各类热敏电阻所共有的。除此以外，各类 热敏电阻尚有各自特殊的特征参数。
半导瓷热敏电阻的制备工艺流程如下图所示。
配料
球磨
温度是一个状态量，从超低温到超高温，范围极宽。同时，由
于测量对象繁杂多样，因而没有任何一种温度传感器能够覆盖整个
温度范围而又能满足一定的测量精度，而只能根据不同
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温度范围和不同检测对象，恰当地选择不同的传感器。
温度传感器分类
分类
特征
传感器名称
超高温用 传感器
1500℃以上
光学高温计、辐射传感器
测
高温用 传感器
第二节 半导体热电阻温度传感器 1
第六章
2
热量及与之相关的温度是人类生活关系最为密切的物理量，也 是人类研究最早、检测方法最多的物理量之一。自古以来，许多测 量方法已为人们所熟知。随着社会的发展与进步，温度检测的重要 性日益提高，温度传感器的应用范围也日益扩大。在工业、农业、 交通运输、防灾、医疗、空间及海洋开发、家用电器等各个领域中 都离不开温度传感器。
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（临界温度）时，其电阻值会在几度的温度范围内下降3~4个数量 级，常用于自动控制及温度报警电路中。 热敏电阻的特点：
1、灵敏度高 热敏电阻与铂、铜等金属热敏电阻比，其灵敏度要高数十甚至几 百倍。 2．材料加工容易、性能好 可根据使用要求加工成各种形状，特别是能够作到小型化。目前， 最小的珠状热敏电阻其直径仅为 0.2mm。 3．稳定性好 在0.01℃的小温度范围内，其稳定性可0.0002℃的精度。
4. 可制成1~10M欧标称阻值的热敏电阻，以供应用电路选择。
5．原料资源丰富，价格低廉
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3-1-1 半导瓷热敏电阻的基本特性
一、零功率电阻值（RT）
零功率电阻值是指在规定的温 度下，测量热敏电阻的电阻值时， 加在热敏电阻上的功耗极低，低到 因其功耗引起的电阻值的变化可以 忽略不计。环境温度25°下的零功 率电阻值称为额定零功率电阻值。
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六、热敏电阻的耗散系数
热敏电阻的耗散系数定义为热敏电 阻功率耗散的变化量 P与该元件的温度 变化量T 之比，即热敏电阻的体温每升 高１度所消耗的功率。
P T
W
K
七、热容量（C）
热容量是指热敏电阻本体温度每变化１度所放出或吸收的热量，
单位 J C
。
八、热敏电阻的热时间常数
在零功率条件下，当温度突变时，热敏电阻的温度变化了始末 两个温度差的 63.2% 时所需的时间，热时间常数与热敏电阻的热容 量成正比，与其耗散系数成反比。
于居里点 时，Tc由于高阻层晶格结构发
T
1 RT
dRT
dT 100%
四、类别温度范围
单位为% C
类别温度范围是指在零功率的条件下，热敏电阻可连续工作的 环境温度范围，不同类型或不同型号的热敏电阻，具有不同的类别 温度范围。通常在相应的产品详细规范中给出。
五、热敏电阻的最大功率（Pmax）
热敏电阻的最大功率是指在25 °静止空气中，能长期施加在元 件上的最大功耗。
近年来，随着电子计算机技术的显著进步，对温度传感器的要 求越来越高。高精度、高稳定性的产品需求量不断扩大，因此，高 性能的温度传感器的开发及应用，更加引起人们的重视。
温度传感器按使用的方式可分为两大类：测温时使传感器与被 测物体直接接触的称为接触型温度传感器；传感器与被测物体不接 触，而是利用被测物体发出的热辐射来测量的称为非接触型温度传 感器。
压大部分落在高阻的晶界层上，因而电子通过晶界时将对材料的导 电性能起作用。因此，可以利用晶界势垒来解释PTC效应：
由于在晶界面上存在一个势垒，当温
度在居里点 Tc 以下时，高阻的晶界具有
铁电性，介电常数极大。势垒高度与
介电常数成反比，所以此时势垒高度
很小，电子很容易越过势垒如图(a)所
示，相应材料的电阻率小。在温度高
二、电阻-温度特性 电阻-温度特性是指在静止的
各种热敏电阻的电阻温度特性
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空气中测得的热敏电阻的零功率电阻值与其温度之间的依赖关系。 PTC、NTC、及CTR热敏电阻的典型电阻-温度特性如上图所示。
三、电阻-温度系数（T）
电阻-温度系数是指电阻值随温度的变化率，其决定了热敏电阻 在全部工作范围内对温度的灵敏度，表达式为：
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第一节 半导陶瓷热敏电阻温度传感器
半导陶瓷热敏电阻一般是用金属氧化物为原料，采用陶瓷工艺 制备的具有半导体特性的陶瓷电阻器。这些热敏电阻的共同特点是 灵敏度高、重复性好、工艺性强，而且便于工业化生产，因而成本 较低。目前已广泛用于工业、农业、科研、国防等各个领域。
半导瓷热敏电阻主要有三种类型，即PTC热敏电阻、NTC热敏 电阻和CTR热敏电阻。
预烧
球磨
测试
引电极
烧成
成型
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热敏电阻图示：
3-1-2 PTC热敏电阻 PTC热敏电阻通常是用 BaTiO3 SrTiO3掺入微量稀土元素使之 半导化而制成的。
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一、工作原理 PTC热敏电阻半导体具有多晶结构（晶粒尺寸约为3~100um),各 晶粒内部为半导电性区，晶界为高阻层区。当样品外加电压时，电
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
第一节 半导瓷热敏电阻温度传感器 第三节 PN结型半导体温度传感 器
1-1 半导瓷热敏电阻的基本特性 一、二极管温度传感器
1-2 PTC热敏电阻
二、晶体管温度传感器
1-3 NTC热敏电阻
三、集成电路（IC）温度传
1-4 负温临界（CTR）热敏电阻器 感器
1000～1500℃
光学高温计、辐射传感器、 热电偶
温 范
中高温用 传感器
500～1000℃
光学高温计、辐射传感器、 热电偶
中温用 围 传感器
0～500℃ 见表下内容
低温用 传感器
-250～0℃ 晶体管、热敏电阻
极低温用 传感器
-270～-250℃
BaSrTFra Baidu bibliotekO3陶瓷
热电偶、热敏电阻、石英晶体振动器、辐射传感器、晶体管、 二极管、半导体集成电路传感器
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九、静态伏安特性
是指在室温下，静止空气中热敏电阻在建立了热平衡以后，加 在其两端的电压与阻体稳定电流之间的关系。不同类型的热敏电阻 具有不同的静态伏安特性。
以上几种特性参数是各类热敏电阻所共有的。除此以外，各类 热敏电阻尚有各自特殊的特征参数。
半导瓷热敏电阻的制备工艺流程如下图所示。
配料
球磨
温度是一个状态量，从超低温到超高温，范围极宽。同时，由
于测量对象繁杂多样，因而没有任何一种温度传感器能够覆盖整个
温度范围而又能满足一定的测量精度，而只能根据不同
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温度范围和不同检测对象，恰当地选择不同的传感器。
温度传感器分类
分类
特征
传感器名称
超高温用 传感器
1500℃以上
光学高温计、辐射传感器
测
高温用 传感器
第二节 半导体热电阻温度传感器 1
第六章
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热量及与之相关的温度是人类生活关系最为密切的物理量，也 是人类研究最早、检测方法最多的物理量之一。自古以来，许多测 量方法已为人们所熟知。随着社会的发展与进步，温度检测的重要 性日益提高，温度传感器的应用范围也日益扩大。在工业、农业、 交通运输、防灾、医疗、空间及海洋开发、家用电器等各个领域中 都离不开温度传感器。