Bariumtitanat basiert auf anderen polykristallinen Keramikmaterialien und ist mit diesen dotiert, was einen niedrigen Widerstand und halbleitende Eigenschaften aufweist. Erreicht wird dies durch die gezielte Dotierung eines chemisch teuren Materials als Gitterelement des Kristalls: Ein Teil des Barium-Ions oder Titanations im Gitter wird durch ein höherwertiges Ion ersetzt und erhält so eine gewisse Anzahl leitfähiger freier Elektronen.
Denn der PTC-Thermistor-Effekt, also der Grund für den sprunghaften Anstieg des Widerstandswertes, liegt darin, dass das Materialgefüge aus vielen kleinen Kristalliten zusammengesetzt ist, die an der Grenzfläche des Korns, der sogenannten Korngrenze (Korngrenze), eine Barriere bilden ), was verhindert, dass Elektronen die Grenze in den angrenzenden Bereich überqueren, wodurch ein hoher Widerstand erzeugt wird. Bei niedrigen Temperaturen wird diesem Effekt entgegengewirkt; Die hohe Dielektrizitätskonstante und die spontane Polarisationsstärke an der Korngrenze verhindern die Bildung der Barriere bei niedrigen Temperaturen und ermöglichen einen freien Elektronenfluss. Bei hohen Temperaturen werden die Dielektrizitätskonstante und die Polarisationsstärke stark reduziert, was zu einer starken Erhöhung der Barriere und des Widerstands führt, was einen starken PTC-Effekt zeigt.
PTC-Thermistoren sind empfindliche Komponenten mit früher Entwicklung, vielen Typen und ausgereifter Entwicklung. PTC-Thermistoren bestehen aus keramischen Halbleitermaterialien und nutzen das Prinzip der temperaturinduzierten Widerstandsänderung. Wenn die Konzentrationen von Elektronen und Löchern n und p sind und die Mobilität μn bzw. μp ist, ist die Leitfähigkeit des Halbleiters:
σ=q（nμn plus pμp）
Da n, p, μn und μp alle Funktionen der Temperatur T sind, ist die Leitfähigkeit eine Funktion der Temperatur, sodass die Temperatur aus der Messung der Leitfähigkeit abgeleitet und eine Widerstands-Temperatur-Kennlinie erstellt werden kann. So funktionieren Halbleiterthermistoren.
