チタン酸バリウムは、低抵抗で半導体特性を持つ他の多結晶セラミック材料をベースにしてドープされています。 これは、結晶の格子要素として化学的に高価な材料を意図的にドーピングすることによって達成されます。格子内のバリウムイオンまたはチタン酸イオンの一部は、より高い価数のイオンに置き換えられ、一定数の伝導性自由電子が得られます。
PTC サーミスタ効果、つまり抵抗値が段階的に増加する理由は、材料構造が多くの小さな結晶子で構成され、粒子の界面、いわゆる粒界 (粒界) で障壁を形成しているためです。 ）、電子が境界を越えて隣接領域に入るのを防ぎ、高抵抗を生成します。 この効果は、気温が低いと打ち消されます。 粒界の高い誘電率と自発分極強度は、低温での障壁の形成を妨げ、電子が自由に流れるようにします。 高温では、誘電率と分極強度が大幅に低下し、バリアと抵抗が大幅に増加し、強い PTC 効果を示します。
PTC サーミスタは、初期の開発、多くの種類、成熟した開発を伴う敏感なコンポーネントです。 PTC サーミスタは、半導体セラミック材料で構成され、温度によって抵抗が変化するという原理を利用しています。 電子と正孔の濃度をそれぞれ n と p とし、移動度をそれぞれ μn と μp とすると、半導体のコンダクタンスは次のようになります。
σ=q（nμn＋pμp）
n、p、μn、およびμpはすべて温度Tの関数であるため、コンダクタンスは温度の関数であるため、温度はコンダクタンスの測定から推定でき、抵抗-温度特性曲線を作成できます。 これが半導体サーミスタの仕組みです。
