保護組件知多少

在我們的日常生活中許多電器及電子產品都使用了保險絲或保護組件，作用是保護產品及避免造成危險。因為產品對消費者

造成危險時，制造商很可能被追討巨額賠 償，更要付出高昂的回收成本。保護組件主要功能是保護電子產品的回路、主要組

件及IC等，當電流或電壓出現不正常狀況時，能夠自動終斷供電或自動將過高電 壓降至安全值，以防止產品的零件受到損壞

及火警發生，概念有點類似保險絲的功能。 過電流保護(熱敏電阻)

保護組件以功能可區分為過電流保護(熱敏電阻)及過電壓保護(壓敏電阻)。雖然性質不同，但它們的功用都是保護電子產品的零

件。

熱 敏電阻(Thermistor，Thermal Resistor的縮寫)很類似保險絲，主要功能都是提供斷電功能，但分別在于，保險絲在電流過大

而斷電后，即無法恢復通電功能，需要更換新的保險絲；熱 敏電阻因電流異常而斷電后，若電流及溫度再次回復正常，即會自動

恢復通電功能，不必更換零件。可重復使用及自動回復通電功能，體積細小亦是過電流保護組件 優點。但保險絲也有可取之處，

低成本和高低電壓產品皆適用是其優點。

熱敏電阻是一種電阻值對溫度極為敏感的半導體組件，它可分為正溫度系數(PTC, Positive Temperature Coefficient)熱敏電阻及

負溫度系數(NTC, Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻兩種。

PTC熱敏電阻的特性是當電流或環境溫度升高時，其電阻值會上升，從而限制異常電流通過。PTC熱敏電阻依其所使用原料可分為陶瓷正溫度系數(Ceramic PTC)熱

敏電阻及高分子正溫度系數(Polymeric PTC)熱敏電阻兩類。

圖 2 CPTC 熱敏電阻	圖 3 PPTC熱敏電阻

( 圖 2 ) CPTC熱敏電阻是由鈦酸鋇、二氧化鈦等材料添加少量稀土元素經高溫燒結制成，這種組件于某段廣泛溫度范圍會維持穩定的低電阻值，直至溫度高于材料的

居里溫度(Curie Temperature)時，其阻值會大幅增加。

( 圖 3 ) PPTC熱敏電阻主要是由聚乙稀(Polyethylene)及具導電性的碳黑微粒所制成。當有過大電流流過該器件時，它會因發熱而膨脹；其膨脹將使碳微 粒分散開，

令其阻抗增加。這使器件更快地發熱并膨脹得更大，進一步增加了阻抗，使電路中的電流明顯地減少。當電源和故障解除后，它將收縮到其原來的形狀， 并返回低阻

抗水平。

雖然PPTC熱敏電阻與CPTC熱敏電阻都是可重復使用的過電流保護組件，但PPTC 器件就較細小且有更低的阻抗，對故障事件的反應時間亦比CPTC的快得多。

過電壓保護(壓敏電阻)

壓敏電阻(Varistor)主要功能為過電壓保護，當電子產品的電子回路出現異常過高電壓或者是靜電時，壓敏電阻會將過高的電

壓降低至安全標準值，以防止主要的組件及IC損壞。

壓敏電阻主要由氧化鋅、氧化鉍等金屬氧化物燒結而成的非線性組件。其特性是當電路超過一定電壓時，其阻值將瞬間極小

化。當突波來臨時，將使突波電流從組件本身通過并接地，避免其他組件受突波侵害，并有效減少噪聲干擾，使電器能正常

運作。

由 于它能保護電子產品或組件免于受開關或雷擊誘發所產生之突波的影響，加上體積小，反應速度快的優點。因此壓敏電阻

被廣泛應用于手提電子器材、量度設備、操 控設備，家庭電子用品、視聽器材及其它電子設備。電子產品使用上它亦較熱敏

電阻多，例如一支手機約使用一顆熱敏電阻，但壓敏電阻可能用上8至40顆。

溫度傳感器

光 敏電阻器(Light Dependent Resistor)主要由硫化鎘(CdS)或硒化鎘(CdSe)等材料制成，這些材料有一個特點，當受到光線照射后，它的電阻值會降低。因為光源

能夠使材 料里的電子脫離原子成為自由電子，而自由電子的增加，會提高材料的導電性，使它的電阻值下降。

近年來仿生的人型機械人發展迅速，日本已開發出表面密布傳感器的人造電子皮膚，能感知外在物體的壓力。不久將來機器人的皮膚將和人的皮膚一樣有感覺，如果

在機械人的指尖上覆蓋這種人造電子皮膚，機械人就可以和人一樣有很靈敏的觸覺。若將壓力傳感器換成溫度傳感器，那么機械人就能感知溫度的變化。