提起半导体，大家很自然地会想到袖珍半导体收音机，想起小巧省电的半导体二极管和半导体三极管（晶体管）。当然，半导体的应用并不只限于这一点。半导体具有许多奇妙的特性，可以用它做成不同的器件，广泛地用在各种各样的科学技术部门和工农业生产中。的确，半导体管的出现，大大促进了无线电电子学的发展。这里，我们只谈谈半导体器件中的一种——热敏电阻。
奇异的温度特性
半导体的电阻随温度不同而急剧变化，当温度升高时，电阻急剧减小。这一点和金属很不相同。第一，当温度变化时，金属的电阻的变化要小得多；第二，当温度增加时，金属的电阻不是减小，而是增大。例如，当温度升高1℃时，铜的电阻要增加0.4％（电阻温度系数为正的0.004）；而半导体的电阻却要臧小3～6％（电阻温度系数为负的0.03～0.06）。可见，半导体电阻随温度的变化，要比金属大一二十倍。或者说，半导体对温度变化的反应，要比金属灵敏得多。热敏电阻正是利用半导体的这个特性制成的。
为什么半导体的温度特性和金属截然不同呢？大家知道，金属中本来就存在着大量的自由电子，它们能在电场的作用下自由移动，形成电流。当温度升高时，金属内部原子的振动加剧，增加了对电子运动的阻碍作用，因此，当金属的温度升高时其电阻稍微加大。在半导体中，电子是受到束缚的。当温度升高时，依靠原子的振动（热运动），把能量传给电子，可以把电子释放出来成为自由电子，参与导电。所以温度越高，原子热运动就越剧烈，产生的自由电子数目就越多，导电能力就越好，电阻就越低。虽然原子振动加剧会阻碍电子的流动，但是这种作用和电子的大量释放比较起来是微不足道的，所以温度上升会使半导体的阻值迅速减小。
简单的制造方法
热敏电阻的制造方法很简单。通常用来制造热敏电阻的原材料是锰、钴、铀、钛、铝等金属的氧化物。把两种或多种金属氧化物按一定比例混合后，研细调匀，加入胶合剂调成糊状，按照要求放在压模中压成小圆珠、圆片、小棍或拉成细丝形状的毛坯。然后放在高温炉中烧结，再经过安装引线，封入真空的玻璃泡或其它管子内，就制成了热敏电阻。
图1介绍了几种热敏电阻的外形。有些热敏电阻的外形和普通的八脚电子管很相像，所以有些人往往把它误认为电子管。热敏电阻可以做成直热式的（如图a），也可以做成旁热式的（如图b）。在旁热式热敏电阻中，热敏电阻放在一个金属丝线圈发热器的中间，控制发热器的热量，可改变热敏电阻的阻值，自动控制工作电路。
小巧灵敏的温度计
热敏电阻对温度变化有很高的灵敏度，利用这一特点可以制成各种各样的温度计。例如，可以把热敏电阻接在桥路的一臂中（图2电桥中的左下臂）。温度变化时，热敏电阻阻值改变，电流计的读数就改变。热敏电阻一定的温度对应着一定的电流大小，所以根据这一电流值就可以直接读出被测温度来。
热敏电阻温度计的优点是体积小，灵敏度高，惰性小，而且电引线可以很长，能够在很远距离以外进行测量。用简单的热敏电阻仪器，可以测出0.0005℃的温度变化。热敏电阻还可以制成直径为3～20微米的小珠，可用来测量任何微小物体的温度，并把测量结果立刻告诉我们。
利用热敏电阻温度计可以测量一般温度计不能测量或测量不到的地方（例如机器零件的外表面、汽缸内部）的温度。在医学中，把热敏电阻敷上一层保护膜，制成一种微型温度计，可以测量胃、肠、血液、浓疮表皮的温度。在天文学中，把热敏电阻放在反射望远镜的焦点上，通过热敏电阻阻值的变化，就可以测得恒星送到地球上的热量，从而断定出它的温度来。
把许多热敏电阻埋在仓库粮堆内的各个地点，并用引线接出来，就可以随时监测粮堆内部各点的温度，以防止谷物发霉。
不能被发现的“雷达”
利用热敏电阻对热辐射的高灵敏度，可以探测远距离各种不同的目标。例如它能发现400～500米远处的人，2～3公里处点燃的火柴。因此在战场上可用来监视敌人的行动。在大森林或草原上，可用来帮助捕获动物。用热敏电阻造成的探测器能够发现广阔天空中的飞机，汪洋大海中的轮船，并能精确地测定这些飞机和轮船的个别发热部件，如发动机和烟囱等，从而推测该目标的距离、运动方向和速度，以便采取适当的措施。利用同样的装置还能使高空的飞机即使在夜间飞行也能“看到”陆地上的城市建筑、河流、湖泊和山脉的轮廓。不难想象，这种仪器有着何等重要的意义。
上面的事例说明这种装置能起雷达的作用。但是普通雷达要向空中发射电磁波，这样就容易被敌人发现，而用热敏电阻做成的“雷达”，就没有这个缺点。
妙用无穷
把热敏电阻和另外的仪器配合起来，可以在不同领域内起到各种意想不到的作用。
利用热敏电阻对温度的灵敏反应，可以间接测量各种物理量。例如，它能测量频率高达5000兆赫的功率，也能测量1赫频率的辐射波。
在输送可燃气体或石油的管道里放上热敏电阻，当气体的流速降低时，热敏电阻会因热量来不及散失而过热，于是其中的电流就会上升。如果把这个热敏电阻与检流表相连，那么检流表就可指示出管道中气体或液体的流量。
利用热敏电阻中的电流随温度升高而增加的特性，可以作成各种自动报警和自动控制设备。例如，大谷仓中的温度升高半度，热敏电阻的电流增加就足以使信号设备动作，响铃报警。在孵化房里，当温度低于某一限度时，热敏电阻的电流减小到某一数值，就会使相应继电器释放把电炉接通；当温度上升到某一限度时，热敏电阻的电流增加，使继电器动作，切断电炉，从而可以把房内温度自动控制在某一范围内。利用热敏电阻在不同介质中散热条件不同，还可以自动控制液面的高低。
热敏电阻还能起时间继电器的作用。当电路接通时，电流流过热敏电阻，使它的温度上升，电阻减小，又使电流增大，这过程一直循环下去，直到达到热平衡为止。电流增大到一定数值所需的时间，决定于热敏电阻的性质、体积和散热条件，可以从几分之一秒到十分钟，因此可以用热敏电阻作成各种不同的延时继电器。只要利用几个大小不同的热敏电阻，就能使几台机器依次隔一定时间自动开动。此外，利用热敏电阻阻值随时间减小的特点，还经常用做各种电路中的“保安器”，防止电路刚接通时因电流的剧增而烧毁触点，例如用作电动机起动时的自动变阻器等等。
热敏电阻的温度系数是负的，因而又可以用来补偿铜线线圈的正温度系数，使仪表线圈中的电阻值在-50℃到+50℃的变化范围内误差不超过±0.4%。我们知道，如果对铜线线圈不加温度补偿，那么温度变化±50℃，它的电阻值就会相应地变化±20％，造成很大的误差。
热敏电阻在现代的自动化、远距离操纵、仪表制造、热力学、测量技术以及军事技术中的应用例子还很多。而且，如进一步掌握它的特性，改进制成品的性能，一定会取得更大的成果。(赵振世)