壓敏電阻器

結構——根據半導體(ti) 材料的非線性特性製成的。

特性——壓敏電阻器的電壓與(yu) 電流不遵守歐姆定律，而成特殊的非線性關(guan) 係。當兩(liang) 端所加電壓低於(yu) 標稱額定電壓值時，壓敏電阻器的電阻值接近無窮大，內(nei) 部幾乎無電流流過；當兩(liang) 端所加電壓略高於(yu) 標稱額定電壓值時，壓敏電阻器將迅速擊穿導通，並由高阻狀態變為(wei) 低阻狀態，工作電流也急劇增大；當兩(liang) 端所加電壓低於(yu) 標稱額定電壓值時，壓敏電阻器又恢複為(wei) 高阻狀態；當兩(liang) 端所加電壓超過最大限製電壓值時，壓敏電阻器將完全擊穿損壞，無法再自行恢複。

作用與(yu) 應用——廣泛應用於(yu) 家用電器及其它電子產(chan) 品中，起過電壓保護、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。

壓敏電阻器的種類：   

1） 按結構分類：
● 結型壓敏電阻器——因電阻體(ti) 與(yu) 金屬電極之間的特殊接觸，才具有了非線性特性。
● 體(ti) 型壓敏電阻器——因電阻體(ti) 本身的半導體(ti) 性質，才具有了非線性特性。
● 單顆粒層壓敏電阻器
● 薄膜壓敏電阻器

2）按使用材料分類：
● 氧化鋅壓敏電阻器
● 碳化矽壓敏電阻器
● 金屬氧化物壓敏電阻器
● 鍺（矽）壓敏電阻器
● 鈦酸鋇壓敏電阻器

3）按伏安特性分類：
● 對稱型壓敏電阻器（無極性）
● 非對稱型壓敏電阻器（有極性）
⑦ 壓敏電阻器的主要參數：除標稱阻值、額定功率和允許偏差等基本指標外，還有如下指標：
    1）標稱電壓(V)：指通過1mA直流電流時壓敏電阻器兩(liang) 端的電壓值。
    2）電壓比：指壓敏電阻器的電流為(wei) 1mA時產(chan) 生的電壓值與(yu) 壓敏電阻器的電流為(wei) 0.1mA時產(chan) 生的電壓值之比。
    3）最大限製電壓(V)：指壓敏電阻器兩(liang) 端所能承受的最高電壓值。
    4）殘壓比：通過壓敏電阻器的電流為(wei) 某一值時，在它兩(liang) 端所產(chan) 生的電壓稱為(wei) 這一電流值的殘壓。殘壓比則是殘壓與(yu) 標稱電壓之比。
    5）通流容量(kA)：通流容量也稱通流量，是指在規定的條件（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。
    6）漏電流(mA)：漏電流也稱等待電流，是指壓敏電阻器在規定的溫度和最大直流電壓下，流過壓敏電阻器電流。
    7）電壓溫度係數：指在規定的溫度範圍（溫度為(wei) 20℃～70℃）內(nei) ，壓敏電阻器標稱電壓的變化率，即在通過壓敏電阻器的電流保持恒定時，溫度改變1℃時，壓敏電阻器兩(liang) 端電壓的相對變化。
    8）電流溫度係數：指在壓敏電阻器的兩(liang) 端電壓保持恒定時，溫度改變1℃時，流過壓敏電阻器電流的相對變化。
    9）電壓非線性係數：指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下，其靜態電阻值與(yu) 動態電阻值之比。
    10）絕緣電阻：指壓敏電阻器的引出線(引腳)與(yu) 電阻體(ti) 絕緣表麵之間的電阻值。
    11）靜態電容量（PF）：指壓敏電阻器本身固有的電容容量。

　　ZnO壓敏電阻實際上是一種伏安特性呈非線性的敏感元件，在正常電壓條件下，這相當於(yu) 一隻小電容器，而當電路出現過電壓時，它的內(nei) 阻急劇下降並迅速導通，其工作電流增加幾個(ge) 數量級，從(cong) 而有效地保護了電路中的其它元器件不致過壓而損壞，它的伏安特性是對稱的，如圖(1)a 所示。這種元件是利用陶瓷工藝製成的，它的內(nei) 部微觀結構如圖(1)b 所示。微觀結構中包括氧化鋅晶粒以及晶粒周圍的晶界層。氧化鋅晶粒的電阻率很低，而晶界層的電阻率卻很高，相接觸的兩(liang) 個(ge) 晶粒之間形成了一個(ge) 相當於(yu) 齊納二極管的勢壘，這就是一壓敏電阻單元，每個(ge) 單元擊穿電壓大約為(wei) 3.5V，如果將許多的這種單元加以串聯和並聯就構成了壓敏電阻的基體(ti) 。串聯的單元越多，其擊穿電壓就超高，基片的橫截麵積越大，其通流容量也越大。壓敏電阻在工作時，每個(ge) 壓敏電阻單元都在承受浪湧電能量，而不象齊納二極管那樣隻是結區承受電功率，這就是壓敏電阻為(wei) 什麽(me) 比齊納二極管能承受大得多的電能量的原因。

壓敏電阻在電路中通常並接在被保護電器的輸入端，如圖(2)所示。

　　壓敏電阻的Zv與(yu) 電路總阻抗（包括浪湧源阻抗Zs）構成分壓器，因此壓敏電阻的限製電壓為(wei) V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以從(cong) 正常時的兆歐級降到幾歐，甚至小於(yu) 1Ω。由此可見Zv在瞬間流過很大的電流，過電壓大部分降落在Zs上，而用電器的輸入電壓比較穩定，因而能起到的保護作用。圖(3)所示特性曲線可以說明其保護原理。直線段是總阻抗Zs，曲線是壓敏電阻的特性曲線，兩(liang) 者相交於(yu) 點Q，即保護工作點，對應的限製電壓為(wei) V，它是使用了壓敏電阻後加在用電器上的工作電壓。Vs為(wei) 浪湧電壓，它已超過了用電器的耐壓值VL，加上壓敏電阻後，用電器的工作電壓V小於(yu) 耐壓值VL，從(cong) 而有效地保護了用電器。不同的線路阻抗具有不同的保護特性，從(cong) 保護效果來看，Zs越大，其保護效果就越好，若Zs=0，即電路阻抗為(wei) 零，壓敏電阻就不起保護作用了。圖(4)所描述的曲線可以說明Zs與(yu) 保護特性之間的關(guan) 係。

　　壓敏電阻雖然能吸收很大的浪湧電能量，但不能承受毫安級以上的持續電流，在用作過壓保護時必須考慮到這一點。壓敏電阻的選用，一般選擇標稱壓敏電壓V1mA和通流容量兩(liang) 個(ge) 參數。
　　1、所謂壓敏電壓，即擊穿電壓或閾值電壓。指在規定電流下的電壓值，大多數情況下用1mA直流電流通入壓敏電阻器時測得的電壓值，其產(chan) 品的壓敏電壓範圍可以從(cong) 10－9000V不等。可根據具體(ti) 需要正確選用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC，式中，Vp為(wei) 電路額定電壓的峰值。VAC為(wei) 額定交流電壓的有效值。ZnO壓敏電阻的電壓值選擇是至關(guan) 重要的，它關(guan) 係到保護效果與(yu) 使用壽命。如一台用電器的額定電源電壓為(wei) 220V，則壓敏電阻電壓值V1mA=1.5Vp=1.5×313V=470V，V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V，因此壓敏電阻的擊穿電壓可選在470－480V之間。
　　2、所謂通流容量，即最大脈衝(chong) 電流的峰值是環境溫度為(wei) 25℃情況下，對於(yu) 規定的衝(chong) 擊電流波形和規定的衝(chong) 擊電流次數而言，壓敏電壓的變化不超過± 10％時的最大脈衝(chong) 電流值。為(wei) 了延長器件的使用壽命，ZnO壓敏電阻所吸收的浪湧電流幅值應小於(yu) 手冊(ce) 中給出的產(chan) 品最大通流量。然而從(cong) 保護效果出發，要求所選用的通流量大一些好。在許多情況下，實際發生的通流量是很難精確計算的，則選用2－20KA的產(chan) 品。如手頭產(chan) 品的通流量不能滿足使用要求時，可將幾隻單個(ge) 的壓敏電阻並聯使用，並聯後的壓敏電不變，其通流量為(wei) 各單隻壓敏電阻數值之和。要求並聯的壓敏電阻伏安特性盡量相同，否則易引起分流不均勻而損壞壓敏電阻。