باریم تیتانات بر پایه و دوپ شده با سایر مواد سرامیکی پلی کریستالی است که دارای مقاومت کم و ویژگی های نیمه هادی است. این امر با دوپینگ هدفمند یک ماده شیمیایی گران قیمت به عنوان عنصر شبکه کریستال حاصل می شود: بخشی از یون باریم یا یون تیتانات در شبکه با یک یون ظرفیت بالاتر جایگزین می شود، بنابراین تعداد معینی الکترون آزاد رسانا به دست می آید.
برای اثر ترمیستور PTC، یعنی دلیل افزایش پلهای در مقدار مقاومت، این است که ساختار مواد از بلورهای کوچک زیادی تشکیل شده است که یک سد را در سطح مشترک دانه تشکیل میدهند، به اصطلاح مرز دانه (مرز دانه) ) از عبور الکترون ها از مرز به ناحیه مجاور جلوگیری می کند و در نتیجه مقاومت بالایی ایجاد می کند. این اثر هنگامی که دما پایین است خنثی می شود. ثابت دی الکتریک بالا و قدرت پلاریزاسیون خود به خود در مرز دانه مانع تشکیل سد در دماهای پایین می شود و اجازه می دهد الکترون ها آزادانه جریان داشته باشند. در دماهای بالا، ثابت دی الکتریک و قدرت پلاریزاسیون تا حد زیادی کاهش می یابد و در نتیجه افزایش زیادی در مانع و مقاومت ایجاد می شود که یک اثر PTC قوی را نشان می دهد.
ترمیستورهای PTC اجزای حساس با توسعه اولیه، انواع مختلف و توسعه بالغ هستند. ترمیستورهای PTC از مواد سرامیکی نیمه هادی تشکیل شده اند و از این اصل استفاده می کنند که مقاومت ناشی از دما تغییر می کند. اگر غلظت الکترون ها و حفره ها n و p باشد و تحرک به ترتیب μn و μp باشد، رسانایی نیمه هادی برابر است با:
σ=q (nμn به اضافه pμp)
از آنجایی که n، p، μn و μp همه تابع دمای T هستند، رسانایی تابعی از دما است، بنابراین دما را می توان از اندازه گیری رسانایی استنتاج کرد و یک منحنی مشخصه مقاومت- دما ایجاد کرد. ترمیستورهای نیمه هادی اینگونه عمل می کنند.
