热敏电阻在SOA器件中的作用

热敏电阻（thermistor）是对温度敏感的一种电子器件，其电阻值会随着温度的变化而发生改变。

热敏电阻按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC thermistor）和负温度系数热敏电阻（NTC thermistor）。正温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而减小。

正温度系数的热敏电阻（PTC）除可做感知温度外，多是用保护电路中。如在电源电路中防浪涌，保护后端的电容等器件不过载；用剧变温度反应大的PTC材料可做成可自恢复的保险管；反应线性的可用于LED灯珠的补偿保护。

负温度系数的热敏电阻（NTC）一般适用于温度测量、环境监控等领域。如在家用空调、热水器中用于探测温度，供后端电路调控温度。

热敏电阻的制作材料一般分为金属材料、氧化物材料和半导体材料。氧化物材料主要成分是氧化镁、氧化铁和氧化锌。半导体材料主要成分是氧化锡和氧化铜。

热敏电阻的特点是具有灵敏度较高、工作温度范围宽、体积小。其电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择，易加工成各种形状，稳定性好。氧化物材料的热敏电阻具有成本低、过载能力强的优点。半导体材料的热敏电阻具有精度高、响应速度快、可靠性好、静态功耗低的优点。

 

热敏电阻的常用参数：

1、Rc：标称阻值。一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。

2、RT：实际阻值。在一定的温度条件下所测得的电阻值。

3、T0：基准（环境）温度基点。一般为25℃。

4、T1：第一个温度基点（通常是 25℃），但其计量单位为K，注意这里的K是开尔文。如为25℃，T1=25+273.15=298.15K

5、T2：第二个温度基点。计量单位同T1。

6、B：材料常数。它是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数，也是热灵敏度指标，它描述的是两个温度点之间特定温度范围内的电阻 (R/T) 曲线的梯度。B 值定义为 T1 和 T2 范围之间的热敏电阻材料常数。即 B（T1/T2）。B值越大，表示热敏电阻器的灵敏度越高。应注意的是，在实际工作时，B值并非一个常数，而是随温度的升高略有增加。

除上述常用的参数外，制造商提供的产品资料中还会标热敏电阻的类型是NTC还是PTC，以及温度与电阻值的关系表。

在SOA蝶型器件中，热敏电阻常被用于监测器件内部温度。通过测量热敏电阻的电阻值，可以体现出其所在环境温度的变化。这种监测方式对于SOA器件的温度控制非常重要，因为SOA器件中的放大器芯片对温度变化比较敏感。如随着温度的升高，SOA芯片需要有更多的载流子注入来维持所需的粒子数反转，SOA 芯片的阈值电流升高，这会导致SOA的能量转化效率降低，将更多的电能转换为热能，发射波长也随着温度的变化发生漂移。如果SOA芯片不能快速有效地制冷，则不仅会影响其输出特性，甚至会对SOA芯片造成损伤。为了保证SOA芯片有较长的工作寿命，必须采取自动温度控制的措施，来控制SOA芯片温度，维持SOA的正常工作。

以天津见合八方的SOA为例，SOA器件内光芯片旁贴有一片NTC型热敏电阻，芯片的工作温度一般是设定在25℃，当芯片温度高于或低于25℃时，热敏电阻的电阻值就会发生变化。这个阻值的变化可通过检测电路检出。检测电路将这个变化的信号传递给调温控制电路，调温电路会驱动可制冷和制热的器件（TEC半导体热电制冷器），这个TEC装在芯片下面的热沉上，通过调节热沉的温度来对芯片温度进行反向控制，使之维持在设定的25℃上。从而起到保证SOA性能参数稳定和延长寿命的作用。

温度偏差检出电路示意图

现一些半导体芯片厂家推出系列的TEC专用集成电路芯片。如美信公司，其MAX1968，一侧接热敏电阻，另一侧接TEC，周边配上一些阻容电感器件，即可构建一套不错的温度控制系统。