简述半导体热敏电组的原理

按温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。

⑴ 正温度系数热敏电阻的工作原理

此种热敏电阻以钛酸钡（BaTio3）为基本材料，再掺入适量的稀土元素，利用陶瓷工艺高温烧结尔成。纯钛酸钡是一种绝缘材料，但掺入适量的稀土元素如镧（La）和铌（Nb）等以后，变成了半导体材料，被称半导体化钛酸钡。它是一种多晶体材料，晶粒之间存在着晶粒界面，对于导电电子而言，晶粒间界面相当于一个位垒。当温度低时，由于半导体化钛酸钡内电场的作用，导电电子可以很容易越过位垒，所以电阻值较小；当温度升高到居里点温度（即临界温度，此元件的‘温度控制点’ 一般钛酸钡的居里点为120℃）时，内电场受到破坏，不能帮助导电电子越过位垒，所以表现为电阻值的急剧增加。因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢，具有恒温、调温和自动控温的功能，只发热，不发红，无明火，不易燃烧，电压交、直流3～440V均可，使用寿命长，非常适用于电动机等电器装置的过热探测。

⑵ 负温度系数热敏电阻的工作原理

负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子（电子和空穴）数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分低温（-60～300℃）、中温（300～600℃）、高温（>600℃）三种，有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点，广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路，如冰箱、空调、温室等的温控系统。

热敏电阻与简单的放大电路结合，就可检测千分之一度的温度变化，所以和电子仪表组成测温计，能完成高精度的温度测量。普通用途热敏电阻工作温度为-55℃～+315℃，特殊低温热敏电阻的工作温度低于-55℃，可达-273℃。

热敏电阻主要作用是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。

热敏电阻还可用作仪表电路温度补偿和热电偶冷端温度补偿的电子电路元件。利用负温度系数热敏电阻的自热特性，实现了自动增益控制，构成了RC振荡器的振幅稳定电路。当自热温度远高于环境温度时，其阻力也与环境散热条件有关。热敏电阻通常用来分析流量计、流量计和导热系数，以制作特殊的检测元件。

扩展资料：

热敏电阻的分类：

1、半导体热敏电阻材料

这些材料包括单晶半导体、多晶半导体、玻璃半导体、有机半导体和金属氧化物。它们都具有很大的电阻温度系数和高电阻率，由它们组成的传感器非常灵敏。

2、金属热敏电阻材料

该材料广泛应用于热电阻温度测量、限流器和自动恒温加热元件中。如铂电阻温度计、镍电阻温度计、铜电阻温度计、铂侧温度传感器等，在各种介质（包括腐蚀性介质）中具有明显的高精度和稳定性。

3、合金热敏电阻材料

合金热敏电阻材料亦称热敏电阻合金。这种合金具有较高的电阻率，并且电阻值随温度的变化较为敏感，是一种制造温敏传感器的良好材料。

参考资料来源：百度百科—热敏电阻