壓敏電阻器在電路中的作用及電路符號圖

    壓敏電阻器簡稱“VSR”，是20世紀70年代開發出來的一種對電壓變化十分敏感的非線性過電壓保護半導體(ti) 器件。壓敏電阻器的電阻僮會(hui) 隨著電壓的增加而急劇下降，具有限壓型伏安特性，可廣泛應用於(yu) 抑製和吸收各種電子及電氣電路中存在的過電壓信號。由於(yu) 普通壓敏電阻器屬於(yu) 無極性兩(liang) 端過電壓保護器件，所以無論是應用於(yu) 交流電路還是直流電路，隻需將其並聯在被保護設備的電源輸入端或相關(guan) 元器件的兩(liang) 端，即可達到各種過電壓保護目的。

    壓敏電阻器具有溫度係數小，電壓範圍寬、抑製過電壓（或耐浪湧電流）能力強、響應速度快、壽命長、體(ti) 積小、價(jia) 格便宜等優(you) 點，目前在各種電子、電氣設備中得到廣泛應用。氧化鋅( ZnO)壓敏電阻器是一種最常用的壓敏電阻器。

    結構及特點

    常見壓敏電阻器的基本結構如圖32-1所示，它采用典型的半導體(ti) 陶瓷工藝製作。其核心材料為(wei) 氧化鋅（或碳化矽、鈦酸鋇等），而氧化鋅的微觀結構中又包括氧化鋅晶粒和晶粒周圍的晶界層。氧化鋅晶粒的電阻率很低，而晶界層的電阻率卻很高，晶粒與(yu) 晶界層的接觸麵之間形成一個(ge) 相當於(yu) 齊納二極管的勢壘，構成一個(ge) 壓敏單元。每個(ge) 單元的擊穿電壓大約為(wei) 3.5V。壓敏電阻器內(nei) 許許多多的這種單元進行串聯和並聯，便構成了壓敏電阻器的基體(ti) 。串聯的單元越多，其擊穿電壓就越高；基片的橫截麵積越大，相當於(yu) 並聯的導電路徑越多，其允許通過的電流（通流容量）也越大。壓敏電阻器在工作時，每個(ge) 壓敏電阻單元都能承擔浪湧能量，也就是說整個(ge) 電阻體(ti) 都能承擔能量，這不像半導體(ti) 穩壓二極管（齊納二極管）那樣隻是結區承受電功率，這就是壓敏電阻器為(wei) 什麽(me) 比半導體(ti) 穩壓二極管能承受大得多的通過電流，並且吸收能量的原因。

    壓敏電阻器的伏安特性曲線如圖32-2所示。我們(men) 知道，普通電阻器兩(liang) 端接上電壓時，流過電阻器的電流與(yu) 所加電壓的關(guan) 係成正比（即遵從(cong) 歐姆定律），其伏安特性呈線性。但壓敏電阻器截然不同，它的伏安特性不遵從(cong) 歐姆定律，而是呈特殊的非線性關(guan) 係。當壓敏電阻器兩(liang) 端所加電壓在標稱電壓（臨(lin) 界數值）以內(nei) 時，其電阻值幾乎為(wei) 無窮大，僅(jin) 有微安級（≤50μA）的電流通過，器件處於(yu) 高電阻狀態；而當其兩(liang) 端的電壓超過標稱電壓後，一個(ge) 小的電壓增量會(hui) 引起一個(ge) 大的電流增加，此時電阻值急劇下降，器件處於(yu) 導通狀態，其工作電流可猛增至數十至上千安培(A)，而反應時間僅(jin) 為(wei) 納秒(ns)或毫秒(ms)級。隻要壓敏電阻器的工作狀態不超過極限值，則在其兩(liang) 端電壓回落至標稱電壓值以下時，它的電阻值又會(hui) 恢複到接近無窮大。

    壓敏電阻器在國外又被稱為(wei) “斬波器”、“限幅器”等，我國台灣地區還被稱為(wei) “突波吸收器”，這是從(cong) 其實際用途得名的。利用壓敏電阻器的限壓特性，可以限製被保護電路自身或外部侵入的異常衝(chong) 擊電壓，並可抑製浪湧電流，以保護電路中的元器件不被損壞，例如，當供電網絡疊加有過電壓脈衝(chong) 時，若接上合適的壓敏電阻器，則過電壓峰值波形將會(hui) 被削平，並被限製在一定的幅度內(nei) 。又如，在電話機進線的兩(liang) 端並接上合適的壓敏電阻器，可起到瞬態過電壓保護作用，能夠有效防止雷電等對電話機造成的損害。與(yu) 其他過壓保護器件相比，壓敏電阻器具有抑製過電壓能力強、響應速率快、漏電流小等優(you) 點，而且其體(ti) 積小、可靠性高、價(jia) 格低廉，因此被廣泛應用於(yu) 各種電子、電氣電路中，作為(wei) 過電壓保護、防雷、抑製浪湧電流、吸收尖峰脈衝(chong) 、限幅、高壓滅弧、消噪、保護半導體(ti) 元器件等使用。

    外形和種類

    常見壓敏電阻器外形比較單一，如按安裝方式不同區分，可分為(wei) 圖32-3所示的插接式和貼片式兩(liang) 大類。大多數插接式壓敏電阻器的外形與(yu) 高壓圓片形瓷介電容器的外形非常相似，區別在於(yu) 壓敏電阻器的扁圓片往往顯得稍厚一些。

    壓敏電阻器的種類很多，按其結構不同可分為(wei) ：體(ti) 型壓敏電阻器（其伏安特性的非線性主要是由電阻體(ti) 本身的半導體(ti) 性質形成）、結型壓敏電阻器（其非線性主要由電阻體(ti) 與(yu) 金屬電極間的非歐姆接觸形成）、膜狀壓敏電阻器等。按其材料來分類，可分為(wei) 氧化鋅壓敏電阻器、碳化矽壓敏電阻器、鈦酸鋇壓敏電阻器、金屬氧化物壓敏電阻器等。按其伏安特性可分為(wei) 無極性（對稱型）和有極性（非對稱型）壓敏電阻器。

    常用的壓敏電阻器幾乎全是氧化鋅體(ti) 型壓敏電阻器，它是一種具有電壓電流對稱特性的無極性壓敏電阻器。這種產(chan) 品主要用來保護各種電子產(chan) 品或組件免於(yu) 受開關(guan) 或雷擊誘發所產(chan) 生的“突波”影響，其非線性指數的特性與(yu) 用途的多樣性，以及可以廉價(jia) 批量生產(chan) 等優(you) 點，使其得到廣泛應用。

    主要參數

    壓敏電阻器的參數有標稱電壓、通流容量、允許誤差、漏電流、殘壓比、電壓比、電壓（電流）溫度係數、電壓非線性係數、靜態電容量、額定功率等多種，業(ye) 餘(yu) 製作或維修時隻需要掌握以下3項參數即可。

   ①標稱電壓(U1mA)。也稱壓敏電壓、擊穿電壓或閾值電壓，它是指壓敏電阻器通過1mA直流電流時，在其兩(liang) 端所施加的電壓值。常用U1mA表示，其單位是伏特(V)。當加到壓敏電阻器兩(liang) 端的電壓超過標稱電壓時，壓敏電阻器的阻值將會(hui) 急劇減小。

    ②通流容量。也稱通流量，是指在規定的條件（以規定的時間間隔和次數，施加標準的衝(chong) 擊電流）下，允許通過壓敏電阻器上的最大脈衝(chong) （峰值）電流值。實際使用時，要求短時間（幾微秒至幾毫秒）內(nei) 流過壓敏電阻器的最大脈衝(chong) （峰值）電流不得超過通流容量。

    ③漏電流。也稱等待電流，是指在壓敏電阻器兩(liang) 端加有75%標稱電壓時，通過壓敏電阻器的直流電流。壓敏電阻器的漏電流通常小於(yu) 50μA。該值實際上反映了壓敏電阻器在接入電路後，平時所消耗的功率大小。很顯然，漏電流越小越好。

    型號命名

    國產(chan) 壓敏電阻器的型號命名遵循了敏感電阻器（包括光敏電阻器、熱敏電阻器、濕敏電阻器、氣敏電阻器、力敏電阻器、磁敏電阻器等）的統一命名規則，其型號一般由4部分組成，格式和含義(yi) 如圖32-4所示。第1部分用漢語拚音字母“M”表示“敏感電阻器”。第2部分用漢語拚音字母“Y”表示“壓敏電阻器”。第3部分用漢語拚音字母表示用途或特征，如“L”表示防雷用、“H”表示滅弧用、“E”表示消噪用、“B”表示補償(chang) 用、“C”表示消磁用、“G”表示高壓保護用、“M”表示防靜電用、“W”表示穩壓用、“K”表示高可靠型、“N”表示高能型、“P”表示高頻型、“T”表示特殊型、“Z”表示組合型等。注意，有些通用型產(chan) 品省略了該部分字母。第4部分用阿拉伯數字表示產(chan) 品序號，有的在序號的後麵還標有標稱電壓、通流容量、尺寸（如扁圓片電阻體(ti) 的直徑）、電壓誤差（用字母表示）等。例如：MYLl-1型表示防雷用壓敏電阻器，其序號為(wei) 1-1；MY31-270/3型表示標稱電壓為(wei) 270V、通流容量為(wei) 3kA的普通壓敏電阻器，其序號為(wei) 31。