在电子电路设计中，不同类型的电阻器件在各自领域中扮演着关键角色。其中，热敏电阻（Thermistor）和压敏电阻（Varistor） 是两种功能截然不同的器件，它们分别用于温度感应和过压保护。许多工程师在选型时可能会混淆两者的用途，因此，本文将深入探讨 热敏电阻和压敏电阻的工作原理、特性、优势及应用场景，帮助读者明确它们的区别，以便合理应用于电子电路设计中。

1. 热敏电阻与压敏电阻的基本概述

1.1 热敏电阻的定义

热敏电阻（Thermistor）是一种对 温度敏感 的电阻器件，其电阻值会随着温度的变化而显著改变。根据温度与电阻变化的关系，热敏电阻可以分为：

• 负温度系数（NTC，Negative Temperature Coefficient）热敏电阻：温度升高时，电阻降低。

• 正温度系数（PTC，Positive Temperature Coefficient）热敏电阻：温度升高时，电阻升高。

热敏电阻的主要特点：
✅ 对温度变化极为敏感，可用于温度检测和控制。
✅ 体积小、响应速度快、精度高。
✅ 适用于温度补偿、电流限制、电池保护等场景。

1.2 压敏电阻的定义

压敏电阻（Varistor，MOV：Metal Oxide Varistor）是一种 对电压敏感 的非线性电阻器件，其电阻值会随着施加电压的变化而迅速改变。当电压低于阈值时，压敏电阻呈高阻态；当电压超过阈值时，压敏电阻电阻迅速下降，形成低阻通路，从而吸收过压能量，保护电路不受瞬态高压冲击的损害。

压敏电阻的主要特点：
✅ 能够瞬间吸收浪涌电流，保护电路免受过压冲击。
✅ 适用于雷击防护、静电防护、电源过压保护等应用。
✅ 承受电流能力强，可用于大功率设备保护。

2. 热敏电阻与压敏电阻的工作原理

2.1 热敏电阻的工作原理

热敏电阻的核心原理基于材料的 温度敏感性，其电阻值随温度变化呈现特定趋势：

• NTC 热敏电阻：当温度升高时，导电载流子浓度增加，使电阻降低。

• PTC 热敏电阻：当温度升高时，材料结构发生变化，导致电阻增加。

热敏电阻的工作曲线如下：

$$R_{NTC} \propto \frac{1}{T}, \quad R_{PTC} \propto T$$

其中，$R_{NTC}$ 表示负温度系数热敏电阻的电阻，$R_{PTC}$ 表示正温度系数热敏电阻的电阻，$T$ 表示温度。

典型应用：

• 温度检测：如温度传感器、智能家居温控系统。

• 过流保护：如 LED 驱动电路的限流保护。

• 电池管理：如锂电池的过温保护。

2.2 压敏电阻的工作原理

压敏电阻的核心原理基于 氧化锌（ZnO）陶瓷材料的非线性导电特性，在低电压下表现为高阻抗，而当电压超过阈值（压敏电压）时，压敏电阻的阻抗迅速降低，形成低阻通路，将浪涌能量泄放至地，从而起到保护作用。

压敏电阻的伏安特性曲线如下：

$$I = k \cdot (V - V_{M})^n$$

其中，$I$ 是电流，$V$ 是电压，$V_{M}$ 是压敏电压，$k$ 和 $n$ 是材料常数。

典型应用：

• 电源保护：用于交流 220V 线路的浪涌保护。

• 雷击防护：用于通信设备、电力系统的过压防护。

• 静电防护：用于计算机、消费电子产品的 ESD 保护。

3. 热敏电阻与压敏电阻的比较

4. 选用热敏电阻还是压敏电阻？

选择 热敏电阻 的情况：

✅ 需要监测或调节温度，如温度传感器、温度补偿电路。
✅ 电池充电管理，防止过热损坏。
✅ 限流保护，如 LED 驱动、变压器启动电流抑制。

选择 压敏电阻 的情况：

✅ 防止雷击浪涌，如电力系统、交流电源保护。
✅ 防止电源过压，如适配器、UPS、家电保护电路。
✅ 静电防护（ESD 保护），如计算机、USB 设备。

5. 结论

热敏电阻和压敏电阻虽然都属于电阻器件，但它们的功能完全不同：

• 热敏电阻用于温度检测和控制，常见于电池管理、温控电路等应用。

• 压敏电阻用于浪涌保护和过压防护，主要用于电力系统、通信设备等场景。

在实际应用中，工程师需要根据具体需求选择合适的器件。例如，在电池充电管理中，应选择 热敏电阻 来监测温度，而在交流电源防雷保护中，则应选择 压敏电阻 以吸收浪涌能量。此外，在某些复杂电路中，热敏电阻和压敏电阻可以结合使用，共同提高系统的安全性和可靠性。