壓敏電阻的工作原理

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1、壓敏電阻器結(jié)構(gòu)——根據(jù)半導(dǎo)體材料的非線性特性制成的。特性——壓敏電阻器的電壓與電流不遵守歐姆定律，而成特殊的非線性關(guān)系。當(dāng)兩端所加電壓低于標(biāo)稱額定電壓值時(shí)，壓敏電阻器的電阻值接近無窮大，內(nèi)部幾乎無電流流過；當(dāng)兩端所加電壓略高于標(biāo)稱額定電壓值時(shí)，壓敏電阻器將迅速擊穿導(dǎo)通，并由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，工作電流也急劇增大；當(dāng)兩端所加電壓低于標(biāo)稱額定電壓值時(shí)，壓敏電阻器又恢復(fù)為高阻狀態(tài)；當(dāng)兩端所加電壓超過最大限制電壓值時(shí)，壓敏電阻器將完全擊穿損壞，無法再自行恢復(fù)。作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于家用電器及其它電子產(chǎn)品中，

2、起過電壓保護(hù)、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪、保護(hù)半導(dǎo)體元器件等。壓敏電阻器的種類：???1）按結(jié)構(gòu)分類：●結(jié)型壓敏電阻器——因電阻體與金屬電極之間的特殊接觸，才具有了非線性特性。●體型壓敏電阻器——因電阻體本身的半導(dǎo)體性質(zhì)，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●碳化硅壓敏電阻器●金屬氧化物壓敏電阻器●鍺（硅）壓敏電阻器●鈦酸鋇壓敏電阻器3）按伏安特性分類：●對(duì)稱型壓敏電阻器（無極性）●非對(duì)稱型壓敏電阻器（有極性）⑦壓敏電

3、阻器的主要參數(shù)：除標(biāo)稱阻值、額定功率和允許偏差等基本指標(biāo)外，還有如下指標(biāo)：???1）標(biāo)稱電壓(V)：指通過1mA直流電流時(shí)壓敏電阻器兩端的電壓值。???2）電壓比：指壓敏電阻器的電流為1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值與壓敏電阻器的電流為0.1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值之比。???3）最大限制電壓(V)：指壓敏電阻器兩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某一值時(shí)，在它兩端所產(chǎn)生的電壓稱為這一電流值的殘壓。殘壓比則是殘壓與標(biāo)稱電壓之比。???5）通流容量(kA)：通流容量也稱通流量，是指在規(guī)定的條件

4、（規(guī)定的時(shí)間間隔和次數(shù)，施加標(biāo)準(zhǔn)的沖擊電流）下，允許通過壓敏電阻器上的最大脈沖（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(guī)定的溫度和最大直流電壓下，流過壓敏電阻器電流。???7）電壓溫度系數(shù)：指在規(guī)定的溫度范圍（溫度為20℃～70℃）內(nèi)，壓敏電阻器標(biāo)稱電壓的變化率，即在通過壓敏電阻器的電流保持恒定時(shí)，溫度改變1℃時(shí)，壓敏電阻器兩端電壓的相對(duì)變化。???8）電流溫度系數(shù)：指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時(shí)，溫度改變1℃時(shí)，流過壓敏電阻器電流的相對(duì)變化。???9）電壓非線

5、性系數(shù)：指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下，其靜態(tài)電阻值與動(dòng)態(tài)電阻值之比。???10）絕緣電阻：指壓敏電阻器的引出線(引腳)與電阻體絕緣表面之間的電阻值。???11）靜態(tài)電容量（PF）：指壓敏電阻器本身固有的電容容量?！　nO壓敏電阻實(shí)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(dāng)于一只小電容器，而當(dāng)電路出現(xiàn)過電壓時(shí)，它的內(nèi)阻急劇下降并迅速導(dǎo)通，其工作電流增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而有效地保護(hù)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(duì)稱的，如圖(1)a所示。這種元件是利用陶瓷工藝制成

6、的，它的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)如圖(1)b所示。微觀結(jié)構(gòu)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，相接觸的兩個(gè)晶粒之間形成了一個(gè)相當(dāng)于齊納二極管的勢(shì)壘，這就是一壓敏電阻單元，每個(gè)單元擊穿電壓大約為3.5V，如果將許多的這種單元加以串聯(lián)和并聯(lián)就構(gòu)成了壓敏電阻的基體。串聯(lián)的單元越多，其擊穿電壓就超高，基片的橫截面積越大，其通流容量也越大。壓敏電阻在工作時(shí)，每個(gè)壓敏電阻單元都在承受浪涌電能量，而不象齊納二極管那樣只是結(jié)區(qū)承受電功率，這就是壓敏電阻為什么比齊納二極管能承受大得多

7、的電能量的原因。壓敏電阻在電路中通常并接在被保護(hù)電器的輸入端，如圖(2)所示?！　好綦娮璧腪v與電路總阻抗（包括浪涌源阻抗Zs）構(gòu)成分壓器，因此壓敏電阻的限制電壓為V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以從正常時(shí)的兆歐級(jí)降到幾歐，甚至小于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(wěn)定，因而能起到的保護(hù)作用。圖(3)所示特性曲線可以說明其保護(hù)原理。直線段是總阻抗Zs，曲線是壓敏電阻的特性曲線，兩者相交于點(diǎn)Q，即保護(hù)工作點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的限制電壓為V，它是使用了壓

8、敏電阻后加在用電器上的工作電壓。Vs為浪涌電壓，它已超過了用電器的耐壓值VL，加上壓敏電阻后，用電器的工作電壓V小于耐壓值VL，從而有效地保護(hù)了用電器。不同的線路阻抗具有不同的保護(hù)特性，從保護(hù)效果來看，Zs越大，其保護(hù)效果就越好，若Zs=0，即電路阻抗為零，壓敏電阻就不起保護(hù)作用了。圖(4)所描述的曲線可以說明Zs與保護(hù)特性之間的關(guān)系?！　好綦娮桦m然能吸收很大的浪涌電能量，但不能承受毫安級(jí)以上的持續(xù)電流，在用作過壓保護(hù)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。