PTC中的物理學(xué)知識

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PTC是英文Positive Temperature Coefficient 的字頭縮寫(xiě)，意思是正的溫度系數，泛指正溫度系的半導體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數的熱敏電阻；與PTC相對應的是Negative Temperature Coefficient，負溫度系數的熱敏電阻，又叫NTC，它的特性與PTC正好相反，即超過(guò)一定的溫度時(shí), 它的電阻值會(huì )隨著(zhù)溫度的升高而下降。
      PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻，它經(jīng)過(guò)特殊的工藝研制而成，當低于居里溫度時(shí), 它的電阻值將不隨著(zhù)溫度的升高而發(fā)生明顯的變化；一旦超過(guò)居里溫度時(shí), 它的電阻值將隨著(zhù)溫度的升高呈階躍性的迅速增高. 其電阻值的變化相對于溫度的變化不成正比，是非線(xiàn)性的關(guān)系，又稱(chēng)為非線(xiàn)性熱敏電阻，當熱量散發(fā)出去，它的電阻值有恢復到原始的狀態(tài)，我們利用PTC的這個(gè)特性，可以研制并生產(chǎn)出不同使用條件下的過(guò)流保護器件，也叫做可恢復保險絲，使用時(shí)PTC不分極性，與負載串聯(lián)。

這里面會(huì )遇到以下3個(gè)基本的物理學(xué)定律：

1、歐姆定律：I=U/R

2、焦耳定律：Q＝0.24TI嚴2RROt

3、電功率：P ＝ UDI ＝I陶2XR



由歐姆定律可知，當施加在負載兩端的電壓U保持不變時(shí)，整個(gè)回路的工作電流I，與回路的電阻值R成反比，這個(gè)電阻值R越大，電流I將會(huì )越小。

由焦耳定律可知，電流流過(guò)一個(gè)導體產(chǎn)生的熱量Q，與電流I的平方成正比，當回路的電流I只要增加一點(diǎn)，產(chǎn)生的熱量Q將急劇增加，一旦PTC內部累積的熱量到達它動(dòng)作所需要的溫度，PTC內部的導電通路將局部融化或斷裂，于是立刻呈現出很高的電阻值，從而將整個(gè)回路的電流限制在一個(gè)很小的范圍內。

由電功率的公式可知，在PTC發(fā)生保護的情況下，此刻：

P輸入＝PRt+ PRL。

式中：P輸入：電源的輸入功率

PRt：PTC承受的功率

PRL：負載獲得的功率

由于可恢復保險絲發(fā)生保護動(dòng)作以后，Rt>>RL

式中：Rt：PTC的電阻值

RL：負載的等效電阻值



雖然流過(guò)二者的電流完全一致，但：

PRt （＝I余2CRt）  >>  PRL（＝I馬2TRL）

故：電源輸入的功率，幾乎都由PTC來(lái)承擔了，負載不再能夠獲得電功率，從而達到了保護負載的目的。



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