为解决该问题，我们提出了一个新的SPICE模型，它使用的是连接至外部电压的第三虚拟引脚处的热敏电阻器温度。对仿真而言，按照用户的应用需求，这个外部电压代表热敏电阻器的动态温度。用户因此能够通过改变该外部电压来随意改变热敏电阻器温度。

　　以图1上的电容器C(通过连接至固定电压V2的固定电阻器R2充电)的指数式变化电压为例。当我们将该等电压连接至热敏电阻器模型的第三引脚Tin时，图2的仿真代表受到温度阶跃影响的热敏电阻器的温度变化。固定电阻器R2值代表热敏电阻器的响应时间，电容器的规定初始电压代表初始热敏电阻器温度。二者均可由用户调节。R2值范围这里是1秒至10秒。

　　图1采用温度驱动NTC热敏电阻器的分压器桥电路(温度阶跃为25°C至85°C)

　　图2：仿真结果：上方是热敏电阻器电压V(NTC)/下方是热敏电阻器温度V(Tin)

　　对于复杂性增加，这个例子中的固定电压可用描述在应用中测得的温度曲线的正弦波或分段线性电压(带文件)代替。热敏电阻器将遵循该曲线，延迟由RC网络确定。

　　在温度调节领域进一步发展该应用，温度驱动/电压驱动式模型可连接至由应用电路本身产生的电压。该电压必须代表由应用产生的相等温度。本例中构建了一个温度反馈回路来调节应用中的温度。

　　这个模型的一个实际用例是热电冷却器控制器的仿真，其中NTC反馈到电源来调节温度。使用电压控制热敏电阻器，可用传递函数来仿真冷却/散热器和负载组合，并通过电压将温度反馈给NTC。

　　另一个例子是温度-速度测量(thermo-velocimetric)火警探测器，其中使用热敏电阻器温度的上升速度来开关控制晶闸管的Schmitt触发器运放。临界温度曲线(速度上升)可记录在一个文件中，作为文本文件包含于仿真，并用于热敏电阻器的虚拟温度引脚。

　　通常，所提供的模型可用于任何温度调节检测、控制，或者用于可以仿真最终温度并反馈到NTC热敏电阻器，以便调节温度的调节过程。例如，目前已能够根据温度传感器的温度响应，实时调整PID温度控制器的比例、微分和积分常数。

　　所提供的热敏电阻器模型是在六个不同电子仿真器中提供的，因为SPICE语言语法因仿真器的不同而异。这些仿真器按字母顺序排列如下：

　　- Altium Designer 16.1

　　- Cadence® OrCAD® 16.6(也经过17.2版本的测试)

　　- LTspice IV(也经过LTspice XVII 64位版本的测试;不推荐LTspice XVII 32位版本)

　　- NI的 Multisim 14.0(有针对Multisim Blue的单独版本)

　　- SIMetrix/SIMPLIS 7.20k

　　- Tina-TI version 9

　　这些仿真在所有这些仿真器中都基于相同的原理并可立即使用。三引脚热敏电阻器模型包含典型的感测电路，包括分压器桥电路在内。第三(仅为仿真)引脚通过RC电路(其RC常数是热敏电阻器的响应时间)连接至固定电压源。

　　根据每个软件的可用特性(分段线性电压源、分段线性电压文件等)可进一步发展该电路。重要的是应当注意，与电压驱动/温度驱动式热敏电阻器模型相关联的所有导入问题都已解决，无需用户再费时费力，用户将能把注意力完全集中于其自己的应用。

　　该NTC热敏电阻器SPICE模型的原始建模是在LTSpice IV中进行的。另外，除了一个用于热敏电阻器的更复杂热传递函数外，还有包括蒙特卡罗法容差和最坏情况分析的更多精致模型可用。欲知有关本文所述模型和仿真的更多信息，请发送电子邮件至edesign.ntc@vishay.com。

　　作者：Alain Stas， Vishay Intertechnology非线性电阻器产品营销工程师

　　Alain Stas现任Vishay非线性电阻器产品营销工程师，此前在布鲁塞尔自由大学(ULB)研究生物技术过程的数学建模。Alain拥有布鲁塞尔自由大学物理学和土木工程理学硕士学位，专业是固态电子学。

　　热敏电阻器的分类与参数

　　热敏电阻是敏感元件的一类,其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化,具有半导体特性.

　　热敏电阻按照温度系数的不同分为: 正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)

　　负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)

　　PTC热敏电阻(PTC Thermistor)

　　PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写,意思是正的温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻.

　　PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,超过一定的温度(居里温度)时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高.

　　PTC热敏电阻根据其材质的不同分为:陶瓷PTC热敏电阻

　　有机高分子PTC热敏电阻

　　PTC热敏电阻根据其用途的不同分为:☞ 恒温加热用PTC热敏电阻

　　☞ 低电压加热PTC热敏电阻

　　☞ 空气加热用PTC热敏电阻

　　☞ 过流保护用PTC热敏电阻

　　☞ 过热保护用PTC热敏电阻

　　☞ 温度传感用PTC热敏电阻

　　☞ 延时启动用PTC热敏电阻

　　☞ PTC热敏电阻用无铅铝浆

　　A.按结构及形状分类——圆片形(片状)、圆柱形(柱形)、圆圈形(垫圈形)等多种热敏电阻器。

　　B.按温度变化的灵敏度分类——高灵敏度型(突变型)、低灵敏度型(缓变型)热敏电阻器。

　　C.按受热方式分类——直热式热敏电阻器、旁热式热敏电阻器。

　　D.按温变(温度变化)特性分类——正温度系数(PTC)、负正温度系数(NTC)热敏电阻器。

　　热敏阻器(thermistor)——是一种对温度反应较敏感、阻值会随着温度的变化而变化的非线性电阻器，通常由单晶、多晶半导体材料制成, 文字符号： “RT”或“R”。

　　一般情况下,有机高分子PTC热敏电阻适合过流保护用途,陶瓷PTC热敏电阻可适用于以上所列各种用途.

　　NTC热敏电阻(NTCThermistor)

　　NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻,简称NTC热敏电阻.

　　NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小.

　　NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的.这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料.温度低时，这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，所以其电阻值较高;随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低.

　　NTC热敏电阻根据其用途的不同分为: 功率型NTC热敏电阻

　　补偿型NTC热敏电阻

　　测温型NTC热敏电阻

　　热敏电阻的参数：

　　热敏电阻器的主要参数：除标称阻值、额定功率和允许偏差等基本指标外，还有如下指标：

　　1)测量功率：指在规定的环境温度下，电阻体受测量电源加热而引起阻值变化不超过0.1%时所消耗的功率。

　　2)材料常数：是反应热敏电阻器热灵敏度的指标。通常，该值越大，热敏电阻器的灵敏度和电阻率越高。

　　3)电阻温度系数：表示热敏电阻器在零功率条件下，其温度每变化1℃所引起电阻值的相对变化量。

　　4)热时间常数：指热敏电阻器的热惰性。即在无功功率状态下，当环境温度突变时，电阻体温度由初值变化到最终温度之差的63.2%所需的时间。

　　5)耗散系数：指热敏电阻器的温度每增加1℃所耗散的功率。

　　6)开关温度：指热敏电阻器的零功率电阻值为最低电阻值两倍时所对应的温度。

　　7)最高工作温度：指热敏电阻器在规定的标准条件下，长期连续工作时所允许承受的最高温度。

　　8)标称电压：指稳压用热敏电阻器在规定的温度下，与标称工作电流所对应的电压值。

　　9)工作电流：指稳压用热敏电阻器在在正常工作状态下的规定电流值。

　　10)稳压范围：指稳压用热敏电阻器在规定的环境温度范围内稳定电压的范围值。

　　11)最大电压：指在规定的环境温度下，热敏电阻器正常工作时所允许连续施加的最高电压值。

　　12)绝缘电阻：指在规定的环境条件下，热敏电阻器的电阻体与绝缘外壳之间的电阻值。