热阻和热特性

我最近在写热分析和热设计的章节，把一些材料整理出来给大家分享一下，与原文有些差距，增加多

样性，呵呵。

首先看英文的指引，是指JESD51中关于热阻和热特性参数的表格定义。

Theta (θ)、Psi (Ψ)的定义

热阻划分

θJA是结到周围环境的热阻，单位是°C/W。θJA取决于IC封装、电路板、空气流通、辐射和系统特性，通常辐射的影响可以忽略。θJA专指自然条件下的数值。

器件说明书中的ΦJA是根据JESD51标准给出的，其标准环境是指将器件安装在较大的印刷电路板上，并置于1立方英尺的静止空气中。因此说明书中的数值没有太大的参考价值。

θJC是结到管壳的热阻，管壳可以看作是封装外表面的一个特定点。θJC取决于封装材料(引线框架、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封装设计(管芯厚度、裸焊盘、内部散热过孔、所用金属材料的热

传导率)。

注意θJC表示的仅仅是散热通路到封装表面的电阻，因此θJC总是小于θJA。θJC表示是特定的、通过传导方式进行热传递的散热通路的热阻，而θJA则表示的是通过传导、对流、辐射等方式进行

热传递的散热通路的热阻。

θCA是指从管壳到周围环境的热阻。θC A包括从封装外表面到周围环境的所有散热通路的热阻。注

意，如果有散热片，则可分为θCS和θSA。

θJA = θJC + θCA

θJB是指从结到电路板的热阻，它对结到电路板的热通路进行了量化。通常θJB的测量位置在电路板上靠近封装处。θJB包括来自两个方面的热阻：从IC的结到封装底部参考点的热阻，以及贯穿封

装底部的电路板的热阻。

以上三个热阻的对比图：

热特性

Ψ和θ之定义类似，但不同之处是Ψ 是指在大部分的热量传递的状况下，而θ是指全部的热量传递。在实际的电子系统散热时，热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递，因此Ψ

之定义比较符合实际系统的量测状况。

ΨJB是结到电路板的热特性参数，单位是°C/W。热特性参数与热阻是不同的。与热阻θJB测量中的直接单通路不同，ΨJB测量的元件功率通量是基于多条热通路的。由于这些ΨJB的热通路中包括封

装顶部的热对流，因此更加便于用户的应用。

ΨJT是衡量结温和封装顶部温度之间的温度变化的特征参数。当封装顶部温度和功耗已知时，ΨJT

有助于估算结温。

热敏电阻的温度特性

测量热敏电阻的温度特性 热敏电阻是用半导体材料制成的热敏器件，根据其电阻率随温度变化的特性不同，大致可分为三种类型：（1）NTC （负温度系数）型热敏电阻；（2）PTC （正温度系数）型热敏电阻；（3）CTC （临界温度系数）型热敏电阻。其中PTC 型和CTC 型热敏电阻在一定温度范围内，阻值随温度剧烈变化，因此可用做开关元件。热敏电阻器在温度测控、现代电子仪器及家用电器（如电视机消磁电路、电子驱蚊器）等中有广泛用途。在温度测量中使用较多的是NTC 型热敏电阻，本实验将测量其电阻温度特性。 1.实验目的 (1)测量NTC 型热敏电阻的温度特性； (2)学习用作图法处理非线性数据。 2.实验原理 NTC 型热敏电阻特性 NTC 型热敏电阻是具有负的温度系数的热敏电阻，即随着温度升高其阻值下降，在不太宽的温度范围内（小于450℃），其电阻-温度特性符合负指数规律。 NTC 热敏电阻值R 随温度T 变化的规律由式(1-1)表示 T B T Ae R = （1-1） 其中A 、B 为与材料有关的特性常数，T 为绝对温度，单位K 。对于一定的热敏电阻， A 、 B 为常数。对式（1-1）两边取自然对数有 T B A R T + =ln ln (1-2) 从T R T 1ln -的线性拟合中，可得到A 、B 的值，写出热敏电阻温度特性 的经验公式。 3.实验内容 （1）连接电路。 （2）观察NTC 型热敏电阻的温度特性。 （3）测量NTC 型热敏电阻的温度特性。

（4）数据处理 R 特性曲线； a. 画出热敏电阻的t

b. 画出T R T 1ln 曲线，求出其直线的截距、斜率，即可求得A 、B ，写 出热敏电阻温度特性的经验公式。 （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

电阻温度特性

热敏电阻温度特性的研究 一、实验目的 了解和测量热敏电阻阻值与温度的关系 二、实验仪器 YJ-RZ-4A 数字智能化热学综合实验仪、NTC 热敏电阻传感器、Pt100传感器、 数字万用表 三、实验原理 热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件。热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类，即负温度系数（NTC ）热敏电阻，正温度系数（PTC ）热敏电阻和临界温度电阻器（CTR ）。PTC 和CTR 型热敏电阻在某些温度范围内，其电阻值会产生急剧变化。适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用，而NTC 热敏电阻可用于较宽温度范围的测量。热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图1所示。 图1 NTC 半导体热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物，采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。与金属导热电阻比较，NTC 半导体热敏电阻具有以下特点： 1．有很大的负电阻温度系数，因此其温度测量的灵敏度也比较高； 2．体积小，目前最小的珠状热敏电阻的尺寸可达mm 2.0φ，故热容量很小可作为点温 或表面温度以及快速变化温度的测量； 3．具有很大的电阻值（Ω-5 2 1010），因此可以忽略线路导线电阻和接触电阻等的影响，特别适用于远距离的温度测量和控制； 4．制造工艺比较简单，价格便宜。半导体热敏电阻的缺点是温度测量范围较窄。 NTC 半导体热敏电阻具有负温度系数，其电阻值随温度升高而减小，电阻与温度的关系可以用下面的经验公式表示

)/exp(T B A R T = （1） 式中，T R 为在温度为T 时的电阻值，T 为绝对温度（以K 为单位），A 和B 分别为具有电阻量纲和温度量纲，并且与热敏电阻的材料和结构有关的常数。由式（1）可得到当温度为0T 时的电阻值0R ，即 )/exp(00T B A R = （2） 比较式（1）和式（2），可得 )]1 1(exp[0 0T T B A R R T -= （3） 由式（3）可以看出，只要知道常数B 和在温度为0T 时的电阻值0R ，就可以利用式（3）计算在任意温度T 时的T R 值。常数B 可以通过实验来确定。将式（3）两边取对数，则有: )1 1(ln ln 0 0T T B R R T -+= （4） 由式（4）可以看出，T R ln 与 T 1 成线性关系，直线的斜率就是常数B ，热敏电阻的材料常数B 一般在2000—6000K 范围内。 热敏电阻的温度系数T α定义如下 21T B dT dR R T T T -=?= α （5） 由式（5）可以看出，T α是随温度降低而迅速增大。T α决定热敏电阻在全部工作范围内的温度灵敏度。热敏电阻的测温灵敏度比金属热电阻的高很多。例如，B 值为4000K ，当 )20(15.293C K T ?=时，热敏电阻的%7.4=T α 1)(-?C ，约为铂电阻的12倍。 四、实验内容和步骤 1、连接好实验仪器，如图 2、图3所示： 图2 内有加热引线和温度传感器引线 隔热板 恒温腔

热敏电阻的温度特性

热敏电阻的温度特性 班级：电子12 学号：2110501038 姓名：张婷婷

一．实验目的 1.了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理； 2.学习惠斯通电桥的原理及使用方法； 3.学习坐标变换、曲线改直的技巧。 二．实验原理 半导体热敏电阻的电阻—温度特性 热敏电阻的电阻值与温度的关系为： A，B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为： Rt是在温度为t时的电阻值。 惠斯通电桥的工作原理 如图所示：

四个电阻R 0，R 1，R 2，R x 组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中R x 就是待测电阻。在四边形的一对对角A 和C 之间连接电源，而在另一对对角B 和D 之间接入检流计G 。当B 和D 两点电位相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必有R x = (R 1/R 2)·R 0，(R 1/R 2)和R 0都已知，R x 即可求出。 电桥灵敏度的定义为： 式中ΔR x 指的是在电桥平衡后R x 的微小改变量，Δn 越大，说明电桥灵敏度越高。

三.实验内容 求电桥灵敏度 从室温开始，每隔5°C测量一次R t，直到85°C。撤去电炉，使水慢慢冷却，测量降温过程中，各对应温度点的R t。 求升温和降温时的各R t的平均值，然后绘制出热敏电阻的R t-t特性曲线。求出t ＝50°C点的电阻温度系数。 作ln R t~ (R1/ T)曲线，确定式(R1)中常数A和B,再由（2）式求α (50°C时)。 四．实验仪器及其使用方法 1.直流单臂电桥 实验过程中要注意电池按钮和接通检流计按钮的使用，检流计按钮先使用粗，然后再使用细，不要两个按钮同时使用。实验完成后，一定要将电池按钮松开。 2.检流计 当电桥达到平衡时，检流中电流为零。在使用检流计时，要注意保护检流计，不要让大 电流通过检流计，实验中间要用"跃接"。 3.待测热敏电阻和温度计 4.调压器 控制加热电炉电压。实验开始时，加热电压不宜太高。因为实验过程中，既要观察温度的变化，又要调节电桥平衡，操作有一定难度。待操作熟练后，可适当加大电压，让温度升高的 快些。 五．实验数据及处理

502F NTC热敏电阻温度-阻值特性表

Sinloon Approval Customer: Approval No. ： Product ： NTC THERMISTOR SENSORS Mayloon Part No. : MLHT 502F- 3970 Customer’s Part No. ： Specifications ： R 25 5,000 ? ± 1 % B 25-85 3970 °K ± 1 % Date ： 2007/05/10 Approved By: Checked By: Prepared By : Approved By: Examined By: Tested By : Company’s Stamp Company’s Stamp

1) SCOPE This specifications define ratings, dimension, insulation, climatic sequence and mechanical characteristics for (Lead-free) MLHT type thermistor. 2) PART NO. : MLHT502F-3970 3) RATING 3-1) Rated zero-power resistance R 25 : 5 k ? ±1 % (at 25)℃ 3-2) B value. B 25/85 : 3,970K ±1 % *The B value is calculated using the zero-power resistance values measured at 25 and 85.℃℃ 3-3) Dissipation factor. :Approx. 2 mW/(in air)℃ 3-4) Thermal time constant. :Approx. ≦12 Sec (in air) 3-5) Maximum power rating. : 10 mW (at 25)℃ 3-6) Category temperature range : -30 ~ 125 ℃ 3-7) Lead content : RoHs Compliant. 3-8) Cadmium : RoHs Compliant. 4) DIMENSIONS UNIT: mm Spec.No.: STANDARD REVISION Date: Note A B Approved Checked Drawn C

PTC阻温特性计算机自动测试系统技术参数

阻温特性计算机自动测试系统技术参数 ?国产品牌商用计算机 ?控制温度范围：室温350℃ ?常用温度范围：室温250℃ ?进口智能万用表 ?控温仪表：智能温控仪表 ?制冷介质：干冰（液态） ?电阻范围：ΩΩ ?工位数：只（可任意选择测量） 通过软件可以自动计算出的参数： , , , , , , , α 参考厂家：华中科技大学电子科学与技术系

铁电分析仪技术参数及配套内容 设备清单： 工控机、铁电模块、样品台、电感测微仪和铁电测试系统专用软件 技术要求： 要求能够用来测量铁电材料从室温到150℃温度范围内的电滞回线和电致应变。 技术参数及材料要求： 工控机：研华 网卡键盘鼠标" 铁电模块 分辨率： 采样率： 电压范围：± 电流范围：± 工作频率： 样品台 温度范围： 分辨率： 测量精度：级（±） 样品厚度： 样品直径： 最高电压： 电感测微仪：-6C 测量范围：±10μm，±100μm，±1,000μm 分辨率：0.01μm，0.1μm，1μm 示值误差：<±0.05μm，<±0.5μm，<±5μm 参考厂家：陕西方正计量测试有限公司

铁电分析仪高压放大器技术参数用作高压电源供应器 ?输出电压: , , , 或, 可切换 ?精度: 优于满量程 ?文件位时分辨率: ?文件位时分辨率: ?随温度稳定性: °. ?随时间稳定性: 小时 参考设备型号和厂家：美国, . – 高温介电性能测试系统技术参数

要求能够用来测量材料从室温到?温度范围内的各种电学性能，包括(电阻电抗)、(电容损耗)和(电导电纳)等；系统具有多式样、多频率（个频率）和测试结果直接图形实时显示等特点。 技术及材料要求如下： 测试温度范围：? 线性升温速率：? 测试炉尺寸：Φ? 多频率数据采集；实时图形显示；包括计算机一台 参考厂家：西安交通大学电子陶瓷与器件重点实验室 高精度温度测控系统技术参数

CMR 材料阻温特性测量

CMR材料阻温特性测量 引言： 巨磁电阻效应（GMR）最早是20世纪80年代在金属异质结构中发现的， 90年代美国IBM公司就成功地将它应用于高密度地读写磁头，将磁盘记录密度提高了几十倍。90年代初期，人们在一系列具有钙钛矿结构的稀土锰氧化合物Re1-x A x Mn O3 ( A=Ca/Sr/Ba, x>0.2)薄膜及块材中观察到超大磁电阻效应（CMR），这是继GMR材料之后，人们发现的具有更大的磁阻的材料，由于该类材料本身所展示的丰富物理内容，以及磁存储产业对更敏感和具有更快响应速度的磁探测器需求，使该材料在电子学和磁记录应用领域被寄予厚望，掀起了一股研究CMR材料的热潮。 锰基钙钛矿材料是典型的强关联电子体系，自旋，电荷和轨道等自由度的相互耦合对材料的性质起决定性作用。钙钛矿结构的掺杂锰氧化物其超大磁电阻机理，与铜氧化物的高温超导电性一样，是多电子强关联系统中十分有趣的问题。 【实验目的】 (1)了解巨磁电阻的阻温特性及其测量该材料金属—绝缘体转变温度的方法。 (2)了解金属和半导体PN结的伏安特性随温度的变化以及温差电效应。 (3)学习几种低温温度计的比对和使用方法，以及低温温度控制的简便方法。 【实验原理】 1、超大磁电阻（CMR）材料的导电特性 人们在研究钙钛矿结构的稀土锰氧化合物的电阻与温度关系时，发现在某一临界温度以下，材料的电阻随着温度的升高而增大，呈现金属的导电特性，而在该临界温度以上，材料的电阻随温度升高而减小，呈现出绝缘体或半导体的导电特性，如图1所示。该临界温度被定义为：金属—绝缘体转变温度Tp。 在金属—绝缘体转变温度附近，CMR材料除了导电性能发生突变外，其它物理量也发生了变化，例如材料的磁结构的突变（即磁性相变），发生了从铁磁相到顺磁相的转变，即材料的居里温度Tc在Tp附近，如图2中的M－T曲线所示。在高于铁磁居里点T c的温度下,材料的电阻率随着温度的降低而增大(dρ/dT<0)，表现出顺磁绝缘体输运行为，电阻率在T c处达到最大值，随后随着温度的进一步降低,电阻率减小(dρ/dT>0)，呈现铁磁金属性导电行为，如图2中的ρ－T曲线所示。外加磁场能显著降低T c 附近系统的电阻率，使之表现出超大磁电阻效应（CMR）。这就是典型的钙钛矿CMR 材料的电 图1.超大磁电阻（CMR）材料的电阻温度曲线 图2. La0.75Ca0.25Mn金属—绝缘体转变温度的 电磁输运行为

PTC陶瓷热敏电阻器的阻温特性测试

实验 PTC 电阻阻-温特性测量 1． 实验目的 ⑴ 掌握测量PTC 热敏电阻器的阻温特性的原理及过程； ⑵ 根据所测试出的曲线，对其特性和性能做出初步分析。 2． 实验原理 正电阻温度系数PTC 热敏半导体陶瓷材料的电阻率ρ是随温度T 的升高而增大的。由半导体物理可知，一般半导体材料的阻-温特性可以近似地用下式表达： ()1T B Ae =ρ 其中，A 、B 为常数。可以通过实验测定材料的A 、B 值。其过程如下： 在温度T=T 1时测得元件的电阻为R 1，在T=T 2时测得元件的电阻为R 2，则 ()2111T B T Ae S L S L R ==ρ ()3222T B T Ae S L S L R ==ρ ()21112 1T B e R R -= ()()()4ln ln ln ln 111 2212121121T T R R T T R R T T B --=-???? ??-=- 将（4）代入（2）得 () 121221ln ln 11T T R R T B e L S R e L S R A ---== 这里，L 为元件长度，S 为元件截面积。 在测量热敏材料的温度特性时，要求在零功率下进行。所谓元件的零功率，就是指测量时在元件上所加的电压不致使元件本身 发热而引起阻值变化的最大功率。一般 热敏电阻的零功率约为几伏的范围。 本实验介绍两种测试方法，即电桥 法和分压法： ⑴ 电阻式电桥法：电桥电路是测量电阻 的一种常见电路。直流惠斯登电桥是电 桥电路中最简单的一种，也是其他种类 电桥的基本类型。其原理电路如图1所 示。图中R t 、R 2、R 3、R 4四个电阻连接 成封闭环形，其连接点a 、b 、c 、d 称作 电桥的顶点，电阻R t 、R 2、R 3、R 4 的支