壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個(gè)品種?，F在大量使用的"氧化鋅"(ZnO)壓敏電阻器，它的主體材料有二價(jià)元素(Zn)和六價(jià)元素氧(O)所構成。所以從材料的角度來(lái)看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。

 

中文名	作用	包裝形式	引線(xiàn)形式
壓敏電阻器	保護敏感的電子組件	散裝、卷裝包裝、卷包裝	直、彎和其他特殊引線(xiàn)類(lèi)型

 

目錄

 

1、壓敏電阻的簡(jiǎn)介

2、壓敏電阻的作用

3、壓敏電阻器的種類(lèi)

4、壓敏電阻器的結構特性與作用

5、壓敏電阻器的主要參數

6、壓敏電阻器的應用原理 

7、壓敏電阻的特性

8、壓敏電阻的應用類(lèi)型

9、壓敏電阻的應用范圍

10、保護用壓敏電阻的基本性能

11、壓敏電阻的測量

12、壓敏電阻的選用

13、壓敏電阻的使用注意事項

 

 

壓敏電阻的簡(jiǎn)介：

壓敏電阻壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線(xiàn)性特性，當過(guò)電壓出現在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對固定的電壓值，從而實(shí)現對后級電路的保護。壓敏電阻的主要參數有：壓敏電壓、通流容量、結電容、響應時(shí)間等。

壓敏電阻的響應時(shí)間為ns級，比空氣放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過(guò)電壓保護其響應速度可以滿(mǎn)足要求。壓敏電阻的結電容一般在幾百到幾千Pf的數量級范圍，很多情況下不宜直接應用在高頻信號線(xiàn)路的保護中，應用在交流電路的保護中時(shí)，因為其結電容較大會(huì )增加漏電流，在設計防護電路時(shí)需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。

 

壓敏電阻的作用：

壓敏電阻廣泛的被應用在電子線(xiàn)路中，來(lái)防護因為電力供應系統的瞬時(shí)電壓突變所可能對電路的傷害。當高壓來(lái)到時(shí)，壓敏電阻的電阻降低而將電流予以分流，防止受到過(guò)大的瞬時(shí)電壓破壞或干擾。因而保護了敏感的電子組件。

不過(guò)，不要把壓敏電阻的作用想的太大了，壓敏電阻是不可以可以提供完整的電壓保護的，壓敏電阻所能承受的能量或功率是有限，不能提供持續性的過(guò)電壓保護。持續的過(guò)電壓會(huì )破壞保護裝置(壓敏電阻)，并對設備造成損害，并可能有著(zhù)火的危險。壓敏電阻不能提供保護的部分還有: 開(kāi)機時(shí)的沖擊電流、短路時(shí)的過(guò)電流、電壓突降等情況，這些情況需要其他方式的防護。此外，也有少數保護裝置會(huì )偵測電源電壓，如超過(guò)危險限度時(shí)會(huì )以繼電器將電源切離。

壓敏電阻器的種類(lèi)：

3.1.按結構分類(lèi) 壓敏電阻器按其結構可分為結型壓敏電阻器、體型壓敏電阻器、單顆粒層壓敏電阻器和薄膜壓敏電阻器等。

結型壓敏電阻器是因為電阻體與金屬電極之間的特殊接觸，才具有了非線(xiàn)性特性，而體型壓敏電阻器的非線(xiàn)性是由電阻體本身的半導體性質(zhì)決定的。

3.2.按使用材料分類(lèi) 壓敏電阻器按其使用材料的不同可分為氧化鋅壓敏電阻器、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、鈦酸鋇壓敏電阻器等多種。

3.3.按其伏安特性分類(lèi) 壓敏電阻器按其伏安特性可分為對稱(chēng)型壓敏電阻器(無(wú)極性)和非對稱(chēng)型壓敏電阻器(有極性)。

壓敏電阻器的結構特性與作用：

4.1.壓敏電阻器的結構特性 壓敏電阻器與普通電阻器不同，它是根據半導體材料的非線(xiàn)性特性制成的。

圖1-22是壓敏電阻器外形，其內部結構如圖1-23所示。

 

 

普通電阻器遵守歐姆定律，而壓敏電阻器的電壓與電流則呈特殊的非線(xiàn)性關(guān)系。當壓敏電阻器兩端所加電壓低于標稱(chēng)額定電壓值時(shí)，壓敏電阻器的電阻值接近無(wú)窮大，內部幾乎無(wú)電流流過(guò)。當壓敏電阻器兩端電壓略高于標稱(chēng)額定電壓時(shí)，壓敏電阻器將迅速擊穿導通，并由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，工作電流也急劇增大。當其兩端電壓低于標稱(chēng)額定電壓時(shí)，壓敏電阻器又能恢復為高阻狀態(tài)。當壓敏電阻器兩端電壓超過(guò)其最大限制電壓時(shí)，壓敏電阻器將完全擊穿損壞，無(wú)法再自行恢復。

4.2.壓敏電阻器的作用與應用 壓敏電阻器廣泛地應用在家用電器及其它電子產(chǎn)品中，起過(guò)電壓保護、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪、保護半導體元器件等作用。

圖1-24是壓敏電阻器的典型應用電路。

 

 

壓敏電阻器的主要參數：

壓敏電阻器的主要參數有標稱(chēng)電壓、電壓比、最大控制電壓、殘壓比、通流容量、漏電流、電壓溫度系數、電流溫度系數、電壓非線(xiàn)性系數、絕緣電阻、靜態(tài)電容等。

5.1.壓敏電壓： 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(shí)測得的電壓值，其產(chǎn)品的壓敏電壓范圍可以從10-9000V不等?？筛鶕唧w需要正確選用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC，式中，Vp為電路額定電壓的峰值。VAC為額定交流電壓的有效值。ZnO壓敏電阻的電壓值選擇是至關(guān)重要的，它關(guān)系到保護效果與使用壽命。如一臺用電器的額定電源電壓為220V，則壓敏電阻電壓值V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V，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。MYG05K規定通過(guò)的電流為0.1mA，MYG07K、MYG10K、MYG14K、MYG20K標稱(chēng)電壓是指通過(guò)1mA直流電流時(shí)，壓敏電阻器兩端的電壓值。

5.2.最大允許電壓(最大限制電壓)：此電壓分交流和直流兩種情況，如為交流，則指的是該壓敏電阻所允許加的交流電壓的有效值，以ACrms表示，所以在該交流電壓有效值作用下應該選用具有該最大允許電壓的壓敏電阻，實(shí)際上V1mA與ACrms間彼此是相互關(guān)聯(lián)的，知道了前者也就知道了后者，不過(guò)ACrms對使用者更直接，使用者可根據電路工作電壓，可以直接按ACrms來(lái)選取合適的壓敏電阻。在交流回路中，應當有：min(U1mA) ≥(2.2～2.5)Uac，式中Uac為回路中的交流工作電壓的有效值。上述取值原則主要是為了保證壓敏電阻在電源電路中應用時(shí)，有適當的安全裕度。對直流而言在直流回路中，應當有：min(U1mA) ≥(1.6～2)Udc，式中Udc為回路中的直流額定工作電壓。在交流回路中，應當有：min(U1mA) ≥(2.2～2.5)Uac，式中Uac為回路中的交流工作電壓的有效值。上述取值原則主要是為了保證壓敏電阻在電源電路中應用時(shí)，有適當的安全裕度。在信號回路中時(shí)，應當有：min(U1mA)≥(1.2～1.5)Umax，式中Umax為信號回路的峰值電壓。壓敏電阻的通流容量應根據防雷電路的設計指標來(lái)定。一般而言，壓敏電阻的通流容量要大于等于防雷電路設計的通流容量。

5.3.通流容量： 所謂通流容量，即最大脈沖電流的峰值是環(huán)境溫度為25℃情況下，對于規定的沖擊電流波形和規定的沖擊電流次數而言，壓敏電壓的變化不超過(guò)± 10%時(shí)的最大脈沖電流值。為了延長(cháng)器件的使用壽命，ZnO壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應小于手冊中給出的產(chǎn)品最大通流量。然而從保護效果出發(fā)，要求所選用的通流量大一些好。在許多情況下，實(shí)際發(fā)生的通流量是很難精確計算的。簡(jiǎn)單的講-通流容量也稱(chēng)通流量，是指在規定的條件(以規定的時(shí)間間隔和次數，施加標準的沖擊電流)下，允許通過(guò)壓敏電阻器上的最大脈沖(峰值)電流值。一般過(guò)壓是一個(gè)或一系列的脈沖波。實(shí)驗壓敏電阻所用的沖擊波有兩種，一種是為8/20μs波，即通常所說(shuō)的波頭為8μs波尾時(shí)間為20μs的脈沖波，另外一種為2ms的方波，如下圖所示：

 

5.4.最大限制電壓： 最大限制電壓是指壓敏電阻器兩端所能承受的最高電壓值，它表示在規定的沖擊電流Ip通過(guò)壓敏電阻時(shí)次兩端所產(chǎn)生的電壓此電壓又稱(chēng)為殘壓，所以選用的壓敏電阻的殘壓一定要小于被保護物的耐壓水平Vo,否則便達不到可靠的保護目的，通常沖擊電流Ip值較大，例如2.5A或者10A，因而壓敏電阻對應的最大限制電壓Vc相當大，例如MYG7K471其Vc=775(Ip=10A時(shí))。

5.5.最大能量(能量耐量)： 壓敏電阻所吸收的能量通常按下式計算W=kIVT(J)

其中I——流過(guò)壓敏電阻的峰值

V——在電流I流過(guò)壓敏電阻時(shí)壓敏電阻兩端的電壓

T——電流持續時(shí)間

k——電流I的波形系數

對：

2ms的方波 k=1

8/20μs波 k=1.4

10/1000μs k=1.4

壓敏電阻對2ms方波，吸收能量可達330J每平方厘米;對8/20μs波，電流密度可達2000A每立方厘米，這表明他的通流能力及能量耐量都是很大的

一般來(lái)說(shuō)壓敏電阻的片徑越大，它的能量耐量越大，耐沖擊電流也越大，選用壓敏電阻時(shí)還應當考慮經(jīng)常遇到能量較小、但出現頻率次數較高的過(guò)電壓，如幾十秒、一兩分鐘出現一次或多次的過(guò)電壓，這時(shí)就應該考慮壓敏電阻所能吸收的平均功率。

5.6.電壓比： 電壓比是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。

5.7.額定功率： 在規定的環(huán)境溫度下所能消耗的最大功率。

5.8.最大峰值電流 一次：以8/20μs標準波形的電流作一次沖擊的最大電流值，此時(shí)壓敏電壓變化率仍在±10%以?xún)取?次：以8/20μs標準波形的電流作兩次沖擊的最大電流值，兩次沖擊時(shí)間間隔為5分鐘，此時(shí)壓敏電壓變化率仍在±10%以?xún)取?/div>