工作原理

- 以 Mn、Co、Ni、Cu 等金属氧化物为主要材料，这些材料具有半导体特性；导电方式类似于硅、锗等半导体。温度升高时载流子数量增加，导致电阻值降低。

- 常用的阻值范围在室温下覆盖较宽，温度系数约为 -2%～-6.5%。

主要术语与定义

- 零功率电阻值 RT（Ω）：在规定温度下，以尽量小的测量功率测得的电阻值，误差对总测量影响可忽略。

- 温度关系式 RT = RN · exp[B(1/T − 1/TN)]：

- RT：温度 T（K）时的阻值；

- RN：额定温度 TN（K）时的阻值；

- T：规定温度（K）；

- B：材料常数，也称热敏指数。

- 额定零功率电阻值 R25（Ω）：在基准温度 25°C 下测得的阻值，通常作为标称值。

- 材料常数（B值，单位为 K）：用来描述阻值随温度变化的灵敏度，常用范围约为 2000–6000 K；通过若干温度点求得。

- 零功率电阻温度系数 αT：在规定温度下，零功率阻值相对于温度变化的相对变化率，单位为每开尔文；符号为负表示温度升高时阻值下降。

- 耗散系数 δ：在稳态环境中，单位温度变化所需的功率，体现热端的散热能力，单位为 mW/K。

- 热时间常数 τ：零功率条件下，温度向环境温度变化时达到63.2%差值所需的时间；与热容量成正比、与耗散系数成反比。

- 额定功率 Pn、最高工作温度 Tmax、测量功率 Pm：描述在规定条件下持续工作时允许的功耗、允许的最高工作温度以及在无显著自加热时可用于测量的功率。

温度-阻值关系与模型

- 常用近似表达式 RT ≈ Ro · exp{B(1/T − 1/To)}，其中 To 为参考温度，Ro 为 To 时的阻值。该近似在较窄温区内有效。

- B 值并非恒定，随温度变化，实际应用中可将 B 视作温度的函数来提高精度，如 BT = C T^2 + D T + E，其中 C、D 为常数，E 受材料与生产条件影响而变化。

- 为提高拟合精度，通常通过多点数据（T0, R0）、（T1, R1）、（T2, R2）、（T3, R3）来推算 C、D、E，从而获得更贴合实际的温度-阻值关系。

电阻温度特性与曲线

- 相同的 B 值下，阻值曲线在不同材料或结构上可能呈现不同形状；同样阻值在不同 B 值时，其温度特性曲线也会有所差异VSport。

- NTC 的核心特征是阻值随温度升高而降低，广泛应用于测温与温度控制领域。

应用与设计要点

- 温度测量与温度控制：可用于电子温度计、家电、汽车电子温控、温度传感器与仪表、医疗电子设备等场景。

- 温度补偿：在较宽温度范围内实现系统性能稳定，典型参数包括额定零功率阻值、B 值、时间常数、耗散系数、测量功率、额定功率与使用温度范围。

- 应用实例包括电子设备的温度显示、热保护、温度仪表、充电电源与电池管理的温度监控等。

- 与 PTC 的对比：NTC 的阻值随温度升高而下降；PTC 在某一温度区间（居里温度附近）电阻呈跃升。两者分别适用于不同的保护、控制与测温任务。

NTC 的应用设计要点

- 选择合适的零功率阻值 R25、B 值及时间常数，以匹配目标温度范围与响应速度。

- 评估散热能力与热响应，以确保在工作环境中自热对测量的最小化影响得到控制。

- 在温度补偿设计中，结合实际使用环境和电路拓扑，利用 NTC 的显著温度系数实现稳定的温度补偿效果。

- 注意元件的使用温度范围与额定功率，避免在高温或高功率条件下出现长期性能下降。