热敏电阻主要分为正温度系数（Positive Temperature Coefficient, PTC）以及负温度系数（Negative Temperature Coefficient, NTC）两类。其显著特性在于，当环境温度逐步上升时，其自身的电阻值将同步增大；反之，若温度逐步下降，其电阻值亦会相应减小。由此可见，借助热敏电阻对温度变动极为敏感的这一特性，我们便能在电路设计中巧妙地运用它来充当测量温度的传感器件。
热敏电阻的主要优点如下：首先，其灵敏度极高，电阻温度系数远超过金属材料，通常情况下，其数值可达10至100倍以上；其次，其工作温度范围极广，常规的常温器件适应的温度范围为-55℃至315℃，而高温器件则可承受更高的温度（目前最高可达2000℃），至于低温器件，其适应的温度范围则为-273℃至55℃；再者，其体积小巧，能够精确测量其他温度计难以触及的空间间隙、腔体乃至生物体内血管的温度；此外，其使用便捷，电阻值可在0.1至100kΩ之间自由选择；最后，其易于加工成各种复杂形状，且具备良好的稳定性和过载能力。
鉴于半导体热敏电阻所独具的优良性能，因此在实际应用中，它不仅可以作为测量元件（例如测量温度、流量、液位等参数），而且还可以作为控制元件（如热敏开关、限流器等）以及电路补偿元件。热敏电阻已被广泛运用于家用电器、电力工业、通信技术、军事科学、航空航天等诸多领域，其未来发展前景可谓十分开阔。
一、PTC热敏电阻
PTC（Positive Temperature Coefficient）是指在某一特定温度下电阻值急剧增长、呈现出正温度系数的热敏电阻现象或者材料，这类材料通常以BaTiO3、SrTiO3或PbTiO3为主体成分，并通过掺杂微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价调控，使其实现半导化。为了方便称呼，我们常常将这种经过半导体化处理的BaTiO3等材料简称为半导（体）瓷。在此基础上，我们还需添加适量的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物以及其他功能性的添加剂，然后采用一般的陶瓷工艺成型，经高温烧结使钛酸铂等及其固溶体实现半导化，最终获得具有正特性的热敏电阻材料。值得注意的是，其温度系数及居里点温度会根据组分及烧结条件（特别是冷却温度）的差异而有所改变。
钛酸钡晶体属于典型的钙钛矿型结构，它是一种典型的铁电材料，而纯钛酸钡则是一种绝缘材料。在钛酸钡材料中加入微量的稀土元素，经过适当的热处理之后，在居里温度附近，电阻率会陡然提升数个数量级，从而产生PTC效应。这种效应与BaTiO3晶体的铁电性质及其在居里温度附近材料的相变密切相关。需要指出的是，钛酸钡半导瓷是一种多晶材料，晶粒之间存在着晶粒间界面。当该半导瓷达到某一特定温度或电压时，晶体粒界将会发生变化，进而导致电阻值出现剧烈波动，从而产生PTC效应。关于钛酸钡半导瓷的PTC效应，目前已有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型以及叠加势垒模型三种理论模型，这些模型从不同角度对PTC效应做出了合理的解释。
自1950年代初PTC热敏电阻问世以来，历经数十载发展，终于在1954年以钛酸钡为主导材料的PTC热敏电阻应运而生。该类热敏电阻在工业领域中得以广泛运用，包括温度的精准测量及精确控制；更被广泛应用于汽车内部关键部位的温度检测及调控，以及家用设备的诸多场景，例如瞬时热水器水温的恒定控制，空调器与冷藏设备的温度调整，乃至气体分析和风速机等领域。
除了作为加热元件之外，PTC热敏电阻还具备“开关”功能，集敏感元件、加热器和开关三大功能于一身，故被誉为“热敏开关”。电流流经元件后会引发温度升高，即发热体的温度逐步攀升，当超过居里点温度之后，电阻值随之增大，进而抑制电流增长，随着电流的减少，元件温度逐渐降低，电阻值的减小则进一步促使电路电流回升，如此循环往复，使得元件能够维持在特定温度区间内，同时发挥开关作用。基于此独特的阻温特性，PTC热敏电阻已成为众多加热源的核心部件，如暖风机、电烙铁、烘干机、空调等，同时也能有效防止电器因过热而损坏。
二、NTC热敏电阻
NTC（Negative Temperature Coefficient）意为负温度系数，即随温度升高电阻呈指数级降低的现象及其所涉及的热敏电阻材料。此类材料通常由锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等多种金属氧化物按一定比例混合、成型、烧结等多道工艺制成的半导体陶瓷，从而实现负温度系数（NTC）的热敏电阻特性。值得注意的是，其电阻率和材料常数会根据材料成分比例、烧结气氛、烧结温度以及结构状态的差异而有所改变。近年来，以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料也开始崭露头角。
NTC热敏电阻器的研发历程可谓漫长曲折。早在1834年，科学家便首次发现了硫化银具有负温度系数的特性。1930年，科学家们又发现氧化亚铜-氧化铜同样具备负温度系数的性能，并成功将其应用于航空仪器的温度补偿电路之中。随着晶体管技术的飞速发展，热敏电阻器的研究取得了显著突破。1960年，NTC热敏电阻器正式问世，广泛应用于测温和控温、温度补偿等多个领域。
NTC热敏电阻器的测量范围一般在-10℃到+300℃之间，甚至可扩展至-200℃到+10℃。热敏电阻器温度计的精度可达0.1℃，感温时间可缩短至10秒以内。它不仅适用于粮仓测温仪，同时也可广泛应用于食品储藏、医疗卫生、农业科技、海洋环境、深井作业、高空探测、极寒地带、冰川监测等各个领域的温度测量工作。
