壓敏電阻有哪些原理？

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壓敏電阻是一種金屬氧化物陶瓷半導(dǎo)體電阻器。它以氧化鋅(ZnO)為基料，加入多種(一般5～10種)其它添加劑，經(jīng)壓制成坯體，高溫?zé)Y(jié)，成為具有晶界特性的多晶半導(dǎo)體陶瓷組件。氧化鋅壓敏電阻器的微觀結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

氧化鋅陶瓷是由氧化鋅晶粒及晶界物質(zhì)組成的，其中氧化鋅晶粒中摻有施主雜質(zhì)而呈N型半導(dǎo)體，晶界物質(zhì)中含有大量金屬氧化物而形成大量界面態(tài)，這樣每一微觀單元是一個背靠背肖特基勢壘，整個陶瓷就是由許多背靠背的肖特基墊壘串并聯(lián)的組合體。

壓敏電阻的等效電路

壓敏電阻的V-I特性

當(dāng)壓敏電阻器遭受瞬時過電壓或是浪涌時, 壓敏電阻器會從穩(wěn)定狀態(tài)(近似開路) 轉(zhuǎn)向限壓狀態(tài)(高導(dǎo)電狀態(tài))。

壓敏電阻典型V-I特性曲線

1)漏電流區(qū)：又稱為預(yù)擊穿區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，施加于壓敏電阻器兩端的電壓小于其壓敏電壓，其導(dǎo)電屬于熱激發(fā)電子電導(dǎo)機理。因此，壓敏電阻器相當(dāng)于一個10MΩ以上的絕緣電阻(Rb遠(yuǎn)大于Rg)，這時通過壓敏電阻器的阻性電流僅為微安級，可看作為開路，該區(qū)域是電路正常運行時壓敏電阻器所處的狀態(tài)；

2)工作區(qū)：又稱為 擊穿區(qū)：壓敏電阻器兩端施加一大于壓敏電壓的過電壓時，其導(dǎo)電屬于隧道擊穿電子電導(dǎo)機理(Rb與Rg相當(dāng))，其伏安特性呈優(yōu)異的非線性電導(dǎo)特性，即：

I=C*V^α

其中I為通過壓敏電阻器的電流，C為與配方和工藝有關(guān)的常數(shù)，V為壓敏電阻器兩端的電壓，α為非線性系數(shù)，一般大于30 ，由上式可見，在擊穿區(qū)，壓敏電阻器端電壓的微小變化就可引起電流的急劇變化，壓敏電阻器正是用這一特性來抑制過電壓幅值和吸收或?qū)Φ蒯尫胚^電壓引起的浪涌能量。

3)上升區(qū)：當(dāng)過電壓很大，使得通過壓敏電阻器的電流大于約100A/cm2時，壓敏電阻器的伏安特性主要由晶粒電阻的伏安特性來決定。此時壓敏電阻器的伏安特性呈線性電導(dǎo)特性，即：

I=V/Rg

上升區(qū)電流與電壓幾乎呈線性關(guān)系，壓敏電阻器在該區(qū)域已經(jīng)劣化，失去了其抑制過電壓、吸收或釋放浪涌的能量等特性。

根據(jù)壓敏電阻器的導(dǎo)電機理，其對過電壓的響應(yīng)速度很快，如帶引線式和專用電極產(chǎn)品，一般響應(yīng)時間小于25納秒。因此只要選擇和使用得當(dāng)，壓敏電阻器對線路中出現(xiàn)的瞬態(tài)過電壓有優(yōu)良的抑制作用，從而達(dá)到保護(hù)電路中其它元件免遭過電壓破壞的目的。

綜上所述，相信通過本文的描述，各位對壓敏電阻有哪些原理都有一定了解了吧，有疑問和有不懂的想了解可以隨時咨詢深圳比創(chuàng)達(dá)這邊。今天就先說到這，下次給各位講解些別的內(nèi)容，咱們下回見啦！也可以關(guān)注我司wx公眾平臺：深圳比創(chuàng)達(dá)EMC！

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審核編輯：湯梓紅