热敏贴片电阻,贴片NTC热敏电阻的应用示例分享介绍

NTC热敏电阻是一种阻值随温度升高而急剧下降的热敏电阻器件。利用这一特性，除了温度传感器外，它还可以用作温度保护器件，防止电路过热。

TDK利用累积材料技术和层压工艺提供不同尺寸的SMD NTC热敏电阻。本文介绍了温度检测和温度补偿作为温度保护装置的应用实例。

贴片NTC热敏电阻的特性

NTC热敏电阻是一种使用半导体陶瓷的热敏电阻器件，电阻与温度呈负温度系数(NTC)关系，变化率极大。利用这一特性，它不仅可以用作温度传感器，还可以用作温度检测、温度补偿等温度保护器件。

温度补偿是指对特性随温度变化的电子元件和电子电路进行补偿。例如，使用晶体管或晶体振荡器的电子电路的运行会因温度变化而稍有不稳定。此时电路中嵌入了电阻值会随温度升高而降低的NTC热敏电阻，使电路能够稳定工作。

NTC热敏电阻分为圆盘形、贴片形、玻璃封装二极管形、树脂封装薄膜导线形等多种形状，而贴片形贴片NTC热敏电阻是作为温度保护器件嵌入电路中的。下面介绍SMD NTC热敏电阻作为温度保护器件的应用实例，如温度检测和温度补偿。

本文和图中贴片NTC热敏电阻简称NTC热敏电阻。此外，简化了电路图。

1智能手机平板中的温度检测和温度补偿

许多NTC热敏电阻用于智能手机或平板电脑的温度检测和温度补偿。

其基本电路是NTC热敏电阻和固定电阻串联的分压电路。安装在发热部分附近的CPU、电源模块等NTC热敏电阻的阻值会随着温度的升高而降低，所以分压电路的输出电压会发生变化。这种变化将保护电路元件过热或在传输到微控制器后进行温度补偿。

2移动设备电池充电中的温度检测

在智能手机等移动设备的电池组(锂离子电池)中，除了端子和-端子之外，还有另一个端子。那是用于温度监测的端子，名称为T端子，配有NTC热敏电阻。当电池温度升高时，NTC热敏电阻的温度也会升高，因此电阻值会下降。当超过充电温度上限时，充电控制IC将停止充电。下图显示了基本电路的示例。电池组中的保护IC将测量电池电压，以防止过充电或过放电。

当要求充电控制更精确时，如快速充电，NTC热敏电阻将与充电控制IC相连，以测量环境温度。

3微控制器的温度检测

因为智能手机等微控制器需要保证其工作的可靠性，所以需要对其进行过热保护。下图是结合NTC热敏电阻和固定电阻的微控制器温度保护电路示例。NTC热敏电阻由固定电阻RS和分压电路组成。如果流过过量电路，NTC热敏电阻的温度会上升，电阻值会下降，从而抑制微控制器的驱动电压。所用的电路元件是小型的SMD芯片NTC热敏电阻和电阻，直接贴在电路基板或发热部分就能起到有效的温度保护作用。

图4:微控制器的温度检测

4LED照明系统的温度检测

LED照明系统具有功耗低、寿命长的特点，但根据使用方法的不同，其寿命会缩短，发光效率会降低。

半导体PN结表面，即LED器件中的发光层，会产生热量。这个温度称为粘合温度。当流过LED的电流变大时，亮度会增加，发热量也会增加，这样粘接温度会变高，使用寿命会缩短。此外，如果键合温度过低，发光效率会降低，亮度也会降低。因此，为了最大限度地提高LED的效率，必须在最佳温度下工作。

通过在电路中嵌入NTC热敏电阻，并与LED热耦合，可以用作简单的温度保护电路。如果与最佳工作温度有偏差，就会以NTC热敏电阻阻值变化的形式表现出来，此时流经LED的电流就会得到补偿。最终降低LED的功耗，实现长寿命。

5块硬盘的温度检测

计算机存储设备中使用的HDD对温度极其敏感，温度过高会增加出错或故障的可能性。所以它会通过温度传感器来检测温度，当超过规定温度时，就会通过风扇吹风来降温。使用NTC热敏电阻和固定电阻的温度检测电路虽然精度不如温度传感器IC，但具有成本极低的优势。

6HDD磁头写入期间的温度检测

当将数据写入HDD时，通过记录头产生的磁力将数据磁性地记录在磁盘(磁盘)的磁性膜上。写多了磁头会发热，对磁头装置造成不好的影响。所以需要使用如下图所示的NTC热敏电阻，通过温度检测电路来控制流经磁头的电流。

图7:7:HDD磁头写入期间的温度检测

7热敏打印机的温度检测

用于打印热敏纸的热敏打印机用于收据打印机、条形码/标签打印机等。POS收银员。热敏打印机的打印头温度和打印密度之间存在相关性。温度越高，密度越高，温度越低，密度越低。根据检测到的热头温度，改变输送给热头的脉冲电流并控制电压，从而保持一定的打印密度。

8 8 LCD(液晶显示器)的温度补偿

智能手机、平板等设备使用的LCD的液晶物质具有温度依赖性，其对比度会因环境温度而发生变化。因此，需要根据环境温度来调整驱动电压。

9晶体振荡器的温度补偿

在计算机等电子设备中，如果要产生参考频率(时钟参考信号)，就需要使用使用晶体振荡器的晶体振荡器。晶振的温度特性如下图所示(红线：无温度补偿)，以参考温度(通常为25)为拐点，呈三次曲线，振动频率偏差(纵轴)随温度变化较大。通过分别在低温范围和高温范围插入具有与晶体振荡器相反的温度特性的补偿电路，可以减小振动频率偏差(蓝线：温度补偿)。补偿电路是模拟的，低温区和高温区的补偿电路分别由NTC热敏电阻、电容和电阻组成。内置温度补偿电路的晶体振荡器称为TCXO(温度补偿晶体振荡器)。

10半导体压力传感器的温度补偿

家用电器、FA设备、车载设备等。大多使用由MEMS(微机电系统)技术制造的压阻式半导体压力传感器。在该传感器中，硅衬底被蚀刻以制成中空的薄压敏隔膜，并且作为传感器装置的四个压电电阻部件(应变仪)形成在由压力产生应力的部件处，并且它们以桥形连接。当膜片受到气压或水压的压力时，传感器件上会产生电阻差，此时会作为电信号从桥式电路两端取出。

压电式电阻半导体压力传感器具有体积小的特点

半导体在工作过程中需要保护，温度过高会对其产生影响。NTC热敏电阻布置在电源模块的内部基板上，以监控安装模块的冷却板的温度(图)。NTC热敏电阻端子连接到控制器的比较器。当NTC热敏电阻的阻值低于设定值时，控制器会降低所有半导体的功率，从而降低封装内的温度。

特别是在功率模块中使用宽带隙半导体(GaN或SiC)时，其工作温度高于标准硅，因此有时需要改变元件的贴装方式。在标准硅的情况下，可以应用焊料和粘合剂。然而，最近由于需要在更高的温度下工作，需要在烧结过程中将元件安装在DCB(直接键合铜)上，或者使用金、银或铝线进行键合连接，以便进行互连的安装工作。

当达到结温时，有必要关闭IGBT，以免其因温度过高而损坏。温度由IGBT包装中的NTC热敏电阻控制。