定義與特性
定義:壓敏電阻(Voltage Dependent Resistor,簡稱 VDR 或 Varistor)是在某一特定的電壓范圍內,隨著電壓的增加,電流急劇增大的敏感元件1。
特性:具有非線性伏安特性,在一定電流電壓范圍內電阻值隨電壓而變。當壓敏電阻兩極電壓低于閾值時,通過它的電流幾乎為零;當壓敏電阻的兩極的電壓高于閾值時,它會迅速將電壓鉗位到安全的電壓值,以保護電路中的敏感器件1。
工作原理1
氧化鋅壓敏電阻:在實際電路中,氧化鋅壓敏電阻與用電器并聯(lián)。正常工作時,電路電壓在一定范圍內,未超過壓敏電阻的閾值電壓,其阻值很大,呈高阻態(tài)。當面對過載電壓沖擊時,壓敏電阻能在納秒級時間內響應,迅速將阻值降到極低狀態(tài),從高阻態(tài)變?yōu)閷顟B(tài),使電流從壓敏電阻流過,而不是從電子元器件經過,從而保護了電器設備。
其他材料壓敏電阻:如 Fe?O?、BaTiO?利用的是電極與燒結體界面的非歐姆特性;SiC、TiO?以及 SrTiO?等用的是晶界的非歐姆特性。
主要參數
壓敏電壓:是壓敏電阻的擊穿電壓,也是決定壓敏電阻額定電壓的非線性電壓。通常定義為在 20℃下,有 1mA 的電流流經壓敏電阻時其兩端的電壓值1。
非線性系數:可通過電流變化率、壓敏電阻兩端電壓降變化率的比值確定。同一區(qū)域內,材料的非線性系數越大,抑制浪涌電流的能力越強1。
最大限制電壓:也叫最大鉗位電壓,指浪涌電壓超過壓敏電壓時,壓敏電阻兩端能夠測到的最大峰值電壓1。
通流容量:指規(guī)定條件下允許通過壓敏電阻的最大脈沖電流值,一般通過脈沖試驗獲得1。
結電容:一般在幾百到幾千 pF 的范圍內,因此在高頻信號線路中不宜直接應用1。
響應時間:為 ns 級,比氣體放電管快,比 TVS 管稍慢1。
分類1
按結構分類: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、薄膜壓敏電阻器。
按使用材料分類: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。
按伏安特性分類:可分為對稱型壓敏電阻器(無極性)、非對稱型壓敏電阻器(有極性)。
應用領域
家用電器:如電視機、電冰箱、空調等,可防止雷電、電源開關操作等產生的過電壓對電器內部電路造成損壞。
計算機及電子設備:保護電腦主板、硬盤、電源等部件免受電源波動、靜電放電等危害。
電力系統(tǒng):用于高壓輸電線路、變電站等,對雷電過電壓、操作過電壓等進行防護,保障電力設備的安全運行1。
通信領域:保護通信設備如基站、交換機、光端機等免受雷擊和其他過電壓的影響。
汽車電子:保護汽車的電子控制單元(ECU)、傳感器、車載音響等設備免受汽車電路中的瞬態(tài)過電壓損害1。
外形圖: