半導(dǎo)體加熱管多為 PTC（正溫度系數(shù)）半導(dǎo)體加熱管，它依靠 PTC 半導(dǎo)體材料的電阻溫度特性實(shí)現(xiàn)高效加熱與自動(dòng)控溫，部分特殊類型還會(huì)結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)化加熱效果，具體工作原理可分為三個(gè)核心階段，同時(shí)搭配輔助結(jié)構(gòu)保障穩(wěn)定運(yùn)行，詳情如下：

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1、初始快速加熱階段
PTC 半導(dǎo)體加熱管的核心是鈦酸鋇等陶瓷制成的 PTC 半導(dǎo)體發(fā)熱元件，這類材料低溫時(shí)電阻值極低。當(dāng)接通電源后，電流能順暢通過發(fā)熱元件，根據(jù)焦耳定律，電流流經(jīng)電阻會(huì)產(chǎn)生大量熱量。
而且像部分半導(dǎo)體陶瓷加熱管，會(huì)將發(fā)熱元件貼合在水管等待加熱介質(zhì)的載體外壁，增大導(dǎo)熱接觸面積，減少熱量損耗，讓熱量快速傳遞給待加熱的水、空氣等介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)快速升溫，部分型號(hào)甚至能 2 - 3 秒就輸出熱水。
2、溫度上升后的功率自調(diào)階段
隨著加熱持續(xù)，PTC 半導(dǎo)體材料的溫度不斷升高，其電阻值會(huì)隨之逐步增大。依據(jù)歐姆定律，在電源電壓穩(wěn)定的情況下，電阻增大必然導(dǎo)致通過發(fā)熱元件的電流減小。電流減小后，根據(jù)焦耳定律產(chǎn)生的熱量也會(huì)相應(yīng)減少，加熱功率隨之降低。這個(gè)過程是動(dòng)態(tài)調(diào)整的，能避免溫度無節(jié)制升高，初步實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控，同時(shí)減少不必要的電能消耗。
3、穩(wěn)定恒溫與反向調(diào)整階段
當(dāng)溫度升高到 PTC 材料的居里溫度（即特性突變的臨界溫度）時(shí)，其電阻會(huì)出現(xiàn)急劇飆升的情況，此時(shí)電流會(huì)大幅下降至較低水平，加熱功率趨近于穩(wěn)定，加熱器進(jìn)入恒溫狀態(tài)。
例如無水狀態(tài)下，加熱器溫度達(dá)到特定值后便恒溫保持，此時(shí)基本無工作電流，幾乎不消耗功率，反之，若外界環(huán)境溫度降低，或者待加熱介質(zhì)帶走大量熱量，PTC 材料的溫度下降，電阻值也會(huì)隨之減小，電流重新增大，加熱功率回升，再次為介質(zhì)加熱，以此循環(huán)維持溫度穩(wěn)定。