El titanato de bario se basa y se dopa con otros materiales cerámicos policristalinos, que tienen características de baja resistencia y semiconductores. Esto se logra dopando deliberadamente un material químicamente caro como elemento de red del cristal: una parte del ion de bario o ion de titanato en la red se reemplaza por un ion de mayor valencia, obteniendo así una cierta cantidad de electrones libres conductores.
Para el efecto del termistor PTC, es decir, la razón del incremento gradual en el valor de la resistencia, es que la estructura del material está compuesta de muchos cristalitos pequeños, formando una barrera en la interfaz del grano, el llamado límite de grano (límite de grano ), evitando que los electrones crucen el límite hacia la región adyacente, produciendo así una alta resistencia. Este efecto se contrarresta cuando la temperatura es baja; La alta constante dieléctrica y la fuerza de polarización espontánea en el límite de grano dificultan la formación de la barrera a bajas temperaturas y permiten que los electrones fluyan libremente. A altas temperaturas, la constante dieléctrica y la fuerza de polarización se reducen considerablemente, lo que resulta en un gran aumento de la barrera y la resistencia, mostrando un fuerte efecto PTC.
Los termistores PTC son componentes sensibles con desarrollo temprano, muchos tipos y desarrollo maduro. Los termistores PTC están compuestos de materiales cerámicos semiconductores y utilizan el principio de que la resistencia cambia inducida por la temperatura. Si las concentraciones de electrones y huecos son n y p, y la movilidad es μn y μp, respectivamente, la conductancia del semiconductor es:
σ=q（nμn más pμp）
Debido a que n, p, μn y μp son funciones de la temperatura T, la conductancia es una función de la temperatura, por lo que la temperatura se puede deducir a partir de la medición de la conductancia y se puede hacer una curva característica de resistencia-temperatura. Así es como funcionan los termistores semiconductores.
