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时间:2019-05-26
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1、敏感元器件简介敏感元器件是指器件特性对温度,电压,湿度,光照,气体,磁场,压力等作用敏感的电阻器。包括以下几类:1.热敏电阻:其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化,具有半导体特性,热敏电阻按照温度系数的不同分为:正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻);负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)。2、压敏电阻:通电后其阻值呈现急剧变化。主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻,氧化锌具有更多的优良特性。3、湿敏电阻:由感湿层,电极,绝缘体组成,湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻,碳湿敏电阻,氧化物湿敏电阻。阻值与湿度变化呈线性关
2、系。4、光敏电阻:光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件,当某种物质受到光照时,载流子的浓度增加从而增加了电导率,这就是光电导效应。5、气敏电阻:利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成,主要成分是金属氧化物,主要品种有:金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。6、压电器件:当某些晶体沿一定方向伸长或压缩时,在其表面上会产生电荷,这种效应称为压电效应。压电效应是可逆的,即晶体在外电场的作用下要发生形变,这种效应称为逆压电效应。利用压电效应、逆压电效应研制的器件称为压电器件。本文重点介绍NTC热敏
3、电阻器、PTC热敏电阻器、压敏电阻器、压电元件等,以及它们的综合应用。第一部分NTC热敏电阻NTC热敏电阻器是电阻值随着电阻体温度升高而下降的热敏电阻器。NTC即负温度系数(negativetemperaturecoefficient),1940年前后,美国贝尔实验室成功地应用Mn、Co、Ni、Fe、Cu等过渡金属的氧化物,研制出性能较稳定,采用陶瓷工艺制造,可在空气中烧结,能直接应用于空气条件下的一系列NTC热敏电阻器。1、NTC热敏电阻工作原理Mn、Co、Ni、Fe、Cu等过渡金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上
4、完全类似锗、硅等半导体材料。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100~1000000欧姆,温度系数-2%~-6.5%。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。2、NTC负温度系数热敏电阻主要指标1)标称电阻(R25)指热敏电阻器在25℃时的阻值,即在25℃温度下采用引起电阻值变化不超过0.1%的测量功率所测得的电阻值。Rt=P*L/S2)热敏指数B值它被定义为在两个温度—电阻值的自
5、然对数之差与这两个温度的倒数之差的比值。T1×T2R1B=------------ln----T2—T1R2T1×T2R1B=2.303----------lg----T2—T1R2R25B25/50=8875.5?lg-----R50R25B25/85=4098.7?lg-----R853)温度系数αT指温度变化1℃时的电阻值的变化率。1dRTαT=—?——RTdT可近似表示为:BαT=-——T24)时间常数在零功率测量状态下,当环境温度突变时,电阻体的温度变化为初始和最终的温度差的63.2%所需要的时间。通常按国际由t1=8
6、5℃t2=25℃5)耗散系数δ指热敏电阻器温度升高1℃所消耗的功率。ΔPδ=——ΔT6)额定功率Pm(也称最大允许功率)是热敏电阻器长期连续负荷,并保证其温度不超过最高工作温度Tm时,所允许的最大功率。Pm=δ(Tm-T0)式中,δ为耗散系数;Tm为最高工作温度;T0为环境温度。3、NTC负温度系数热敏电阻R-T特性B值相同,阻值不同的R-T特性曲线示意图4、片式NTC的结构和用途NTC热敏电阻器分为片式NTC产品及芯片NTC产品。片式NTC产品用于线路板上的贴片安装,本节将给予重点介绍;芯片NTC产品用于制作NTC温度传感器。
7、随着电子元器件向小型化,高性能的发展,NTC热敏电阻器的片式化率正迅速提高,并已由0805型号过渡到0603型号为主,又迅速向0402型号发展。片式NTCR主要是以下三种结构:一、单层型;二、单层包覆玻璃型;三、多层型。其结构示意图如下:陶瓷体内电极(1)单层型(2)单层包覆玻璃型(3)多层型端电极陶瓷体端电极表面玻璃层陶瓷体端电极单层型的由NTC陶瓷体与Ag端电极组成;单层包覆玻璃型在生产单层的基础上在陶瓷体的表面加上了玻璃保护层;多层型的在单层型的基础上在陶瓷体内部加上了内电极(目前主要是Ag?Pd材料)。与传统NTC热敏电
8、阻相比,片式NTC热敏电阻有以下主要优点:(一)体积小,不带引线,响应速度快,装入电子设备中所占空间小。(二)采用三层电镀工艺,有优良的可焊性和耐焊性,适合波峰焊和再流焊,适合进行高速、高密度的表面贴装。片式NTCR的用途主要有三类:(一)温度补偿如用在带有温度
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