“壓敏電阻“是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”， 或者叫做“Varistor”。壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體，所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個(gè)品種?，F(xiàn)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)元素鋅（Zn）和六價(jià)元素氧（O）所構(gòu)成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體”。 在中國***，壓敏電阻器稱為“突波吸收器”，有時(shí)也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。
壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)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(xiàn)對后級電路的保護(hù)。壓敏電阻的主要參數(shù)有：壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應(yīng)時(shí)間等。
壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為ns級，比氣體放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千Pf的數(shù)量級范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號線路的保護(hù)中，應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時(shí)，因?yàn)槠浣Y(jié)電容較大會增加漏電流，在設(shè)計(jì)防護(hù)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。壓敏電阻器簡稱VDR，是一種對電壓敏感的非線性過電壓保護(hù)半導(dǎo)體元件。
壓敏電阻的主要參數(shù)及其選用：
壓敏電阻器的主要參數(shù)有標(biāo)稱電壓、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(shù)、電流溫度系數(shù)、電壓非線性系數(shù)、絕緣電阻、靜態(tài)電容等。
1．壓敏電壓： 所謂壓敏電壓，即擊穿電壓或閾值電壓。指在規(guī)定電流下的電壓值，大多數(shù)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?jù)具體需要正確選用。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(hù)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(guī)定通過的電流為0.1mA，MYG07K、MYG10K、MYG14K、MYG20K標(biāo)稱電壓是指通過1mA直流電流時(shí)，壓敏電阻器兩端的電壓值。
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(yīng)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ACrms對使用者更直接，使用者可根據(jù)電路工作電壓，可以直接按ACrms來選取合適的壓敏電阻。在交流回路中，應(yīng)當(dāng)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(yīng)用時(shí)，有適當(dāng)?shù)陌踩６?。對直流而言在直流回路中，?yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)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(yīng)用時(shí)，有適當(dāng)?shù)陌踩６?。在信號回路中時(shí)，應(yīng)當(dāng)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(yīng)根據(jù)防雷電路的設(shè)計(jì)指標(biāo)來定。一般而言，壓敏電阻的通流容量要大于等于防雷電路設(shè)計(jì)的通流容量。
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(guī)定的沖擊電流波形和規(guī)定的沖擊電流次數(shù)而言，壓敏電壓的變化不超過± 10％時(shí)的最大脈沖電流值。為了延長器件的使用壽命，ZnO壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應(yīng)小于手冊中給出的產(chǎn)品最大通流量。然而從保護(hù)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(jì)算的。簡單的講-通流容量也稱通流量，是指在規(guī)定的條件（以規(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。一般過壓是一個(gè)或一系列的脈沖波。實(shí)驗(yàn)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：
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(guī)定的沖擊電流Ip通過壓敏電阻時(shí)次兩端所產(chǎn)生的電壓此電壓又稱為殘壓，所以選用的壓敏電阻的殘壓一定要小于被保護(hù)物的耐壓水平Vo，否則便達(dá)不到可靠的保護(hù)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(yīng)的最大限制電壓Vc相當(dāng)大，例如MYG7K471其Vc=775（Ip=10A時(shí)）。
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(jì)算W=kIVT（J）
其中I——流過壓敏電阻的峰值
V——在電流I流過壓敏電阻時(shí)壓敏電阻兩端的電壓
T——電流持續(xù)時(shí)間
k——電流I的波形系數(shù)
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(dá)330J每平方厘米；對8/20μs波，電流密度可達(dá)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
一般來說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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)常遇到能量較小、但出現(xiàn)頻率次數(shù)較高的過電壓，如幾十秒、一兩分鐘出現(xiàn)一次或多次的過電壓，這時(shí)就應(yīng)該考慮壓敏電阻所能吸收的平均功率。
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。
7．額定功率： 在規(guī)定的環(huán)境溫度下所能消耗的最大功率。
8．最大峰值電流 一次：以8/20μs標(biāo)準(zhǔn)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%以內(nèi)。2次：以8/20μs標(biāo)準(zhǔn)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%以內(nèi)。
9．殘壓比： 流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為殘壓。殘壓比則的殘壓與標(biāo)稱電壓之比。
10．漏電流： 漏電流又稱等待電流，是指壓敏電阻器在規(guī)定的溫度和最大直流電壓下，流過壓敏電阻器的電流。
11．電壓溫度系數(shù)： 電壓溫度系數(shù)是指在規(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)壓敏電阻兩端的相對變化。
12．電流溫度系數(shù)： 電流溫度系數(shù)是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變化。
13．電壓非線性系數(shù)： 電壓非線性系數(shù)是指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下，其靜態(tài)電阻值與動態(tài)電阻值之比。
14．絕緣電阻： 絕緣電阻是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。
15．靜態(tài)電容： 靜態(tài)電容是指壓敏電阻器本身固有的電容容量。
壓敏電阻的使用原則是在其接入被保護(hù)設(shè)備后，不能影響設(shè)備的正常運(yùn)行，又能有效地對設(shè)備實(shí)施瞬時(shí)過壓保護(hù)。為此，除了壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)外，在實(shí)際選擇時(shí)還要考慮以下幾個(gè)問題：
?。?） 壓敏電壓選擇
考慮到壓敏電阻實(shí)際的壓敏電壓與標(biāo)稱電壓之間的偏差（應(yīng)考慮為標(biāo)稱電壓的1.1～1.2倍）、交流電路中電源電壓可能的波動范圍（應(yīng)考慮為額定電壓的 1.4～1.5倍）、交流電壓峰值和有效值之間的關(guān)系（應(yīng)考慮1.4倍），所以，應(yīng)選用壓敏電壓為額定電壓2.2～2.5倍的壓敏電阻。在直流電路中，常選用壓敏電壓為直流電壓額定值1.8～2倍的壓敏電阻。
?。?） 通流容量選擇
原則上應(yīng)按可能遭受的最大暫態(tài)浪涌電流來選擇，但要做到這一點(diǎn)是困難的。實(shí)用中無非是按照使用場合，或是按照產(chǎn)品試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的試驗(yàn)等級來選擇壓敏電阻。
按前者，1kA（8/20μs電流波）的壓敏電阻可用在可控硅整流器的保護(hù)上；3kA的用在電器設(shè)備的浪涌吸收上；5kA的用在對雷擊及電子設(shè)備的過電壓吸收上；10kA的用在對雷擊的保護(hù)上。按后者，常用綜合波（發(fā)生器開路輸出時(shí)產(chǎn)生1.2/50μs的電壓波；短路輸出時(shí)產(chǎn)生8/20μs的電流波；發(fā)生器的內(nèi)阻為2Ω）來在線考核設(shè)備對抗雷擊浪涌干擾的能力。在4kV試驗(yàn)時(shí)，保護(hù)器吸收的最大電流可達(dá)2kA；對6kV的試驗(yàn)，吸收電流的最大值為3kA。但在實(shí)際選擇時(shí)，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加大所選壓敏電阻的通流容量。因?yàn)橥髂芰Υ蟮膲好綦娮?，在吸收同樣大小的浪涌電流時(shí)，應(yīng)當(dāng)有相對較小的殘余壓降；同時(shí)，對選用的壓敏電阻來說，也有較大的保護(hù)裕度。
?。?） 固有寄生電容
壓敏電阻有一個(gè)固有電容問題，根據(jù)外形尺寸和標(biāo)稱電壓的不同，其值在數(shù)百至數(shù)千pF之間。壓敏電阻的固有電容決定了它不適合在高頻場合下使用，否則會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；適合在工頻系統(tǒng)里使用，如用作電源進(jìn)線的保護(hù)、可控硅整流器的保護(hù)等。
壓敏電阻的瞬時(shí)功率比較大，但平均持續(xù)功率卻很小，故不能長時(shí)間工作于導(dǎo)通狀態(tài)。
氧化鋅壓敏電阻的作用（Carbon resistor）：按用途來分也稱為“突波吸收器是一種具有電壓電流對稱特性之電壓屬性電阻器，它主要的設(shè)計(jì)是用來保護(hù)所有的電子產(chǎn)品或元件免受開關(guān)或雷擊誘發(fā)所產(chǎn)生之突波的影響，而非線性指數(shù)的特性。
特性：反應(yīng)時(shí)間快速；低漏電流；優(yōu)越的電壓比；寬廣之電壓與能量比；低備用電力且無后續(xù)電流；高效能之突波電流處理能力；抑制電壓特性之穩(wěn)定執(zhí)行能力。
壓敏電阻在休息時(shí)，相對受保護(hù)的電子元件而言，具有很高的阻抗-數(shù)兆歐姆），而且不會改變設(shè)計(jì)電路特性，但當(dāng)瞬間突波電壓出現(xiàn)（越過壓敏電阻之崩潰電壓時(shí)），該壓敏電阻之阻抗會變低（僅有幾個(gè)歐姆而已），并造成原線路短路，換言之電子產(chǎn)品或元件因此而受到保護(hù)。主要用途：防雷，過壓保護(hù)。如電力變壓器在進(jìn)戶端放入氧化鋅避雷器可以有效防雷，電子設(shè)備在電網(wǎng)電源輸入端放入壓敏電阻，一但電網(wǎng)電壓升高壓敏電阻會不可恢復(fù)擊穿短路同時(shí)保險(xiǎn)絲也將斷開，從而有效的放止過電壓進(jìn)入線路板。在空調(diào)線線路板應(yīng)用壓敏電阻最為多
當(dāng)電源為220V時(shí)壓敏電阻的阻值是無窮大，當(dāng)峰值電壓超過470V時(shí)（220V電壓的峰值是311V）壓敏電阻立刻擊穿短路，保險(xiǎn)絲也會熔斷，高電壓就進(jìn)不去設(shè)備端，從而有效保護(hù)電子電路不受侵害。更換壓敏電阻時(shí)在電阻體上需裹上絕緣材料加以保護(hù)，以防飛弧。使用壓敏電阻時(shí)之前必須加裝保險(xiǎn)絲，壓敏電阻一但擊穿短路是不可恢復(fù)的，必須更換。正常的壓敏電阻用萬用表測量是無窮大的。
壓敏電阻標(biāo)稱參數(shù)
壓敏電阻用字母“MY”表示，如加J 為家用，后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K 分別用于穩(wěn)壓、過壓保護(hù)、高頻電路、防雷、滅弧、消噪、補(bǔ)償、消磁、高能或高可靠等方面。壓敏電阻雖然能吸收很大的浪涌電能量，但不能承受毫安級以上的持續(xù)電流，在用作過壓保護(hù)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。壓敏電阻的選用，一般選擇標(biāo)稱壓敏電壓V1mA 和通流容量兩個(gè)參數(shù)。
1、所謂壓敏電壓，即擊穿電壓或閾值電壓。指在規(guī)定電流下的電壓值，大多數(shù)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。可根據(jù)具體需要正確選用。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(hù)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。
2、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(guī)定的沖擊電流波形和規(guī)定的沖擊電流次數(shù)而言，壓敏電壓的變化不超過± 10％時(shí)的最大脈沖電流值。為了延長器件的使用壽命，ZnO 壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應(yīng)小于手冊中給出的產(chǎn)品最大通流量。然而從保護(hù)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(jì)算的，則選用2－20KA 的產(chǎn)品。如手頭產(chǎn)品的通流量不能滿足使用要求時(shí)，可將幾只單個(gè)的壓敏電阻并聯(lián)使用，并聯(lián)后的壓敏電不變，其通流量為各單只壓敏電阻數(shù)值之和。要求并聯(lián)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。
壓敏電阻的選用
選用壓敏電阻器前，應(yīng)先了解以下相關(guān)技術(shù)參數(shù)：標(biāo)稱電壓是指在規(guī)定的溫度和直流電流下，壓敏電阻器兩端的電壓值。漏電流是指在25℃條件下，當(dāng)施加最大連續(xù)直流電壓時(shí)，壓敏電阻器中流過的電流值。等級電壓是指壓敏電阻中通過8/20 等級電流脈沖時(shí)在其兩端呈現(xiàn)的電壓峰值。通流量是表示施加規(guī)定的脈沖電流（8/20μs）波形時(shí)的峰值電流。浪涌環(huán)境參數(shù)包括最大浪涌電流Ipm（或最大浪涌電壓Vpm 和浪涌源阻抗Zo）、浪涌脈沖寬度Tt、相鄰兩次浪涌的最小時(shí)間間隔Tm 以及在壓敏電阻器的預(yù)定工作壽命期內(nèi)，浪涌脈沖的總次數(shù)N等。
標(biāo)稱電壓選取
一般地說，壓敏電阻器常常與被保護(hù)器件或裝置并聯(lián)使用，在正常情況下，壓敏電阻器兩端的直流或交流電壓應(yīng)低于標(biāo)稱電壓，即使在電源波動情況最壞時(shí)，也不應(yīng)高于額定值中選擇的最大連續(xù)工作電壓，該最大連續(xù)工作電壓值所對應(yīng)的標(biāo)稱電壓值即為選用值。對于過壓保護(hù)方面的應(yīng)用，壓敏電壓值應(yīng)大于實(shí)際電路的電壓值，一般應(yīng)使用下式進(jìn)行選擇：VmA＝av/bc 式中：a為電路電壓波動系數(shù)，一般取1.2；v為電路直流工作電壓（交流時(shí)為有效值）；b 為壓敏電壓誤差，一般取0.85；c為元件的老化系數(shù)，一般取0.9；這樣計(jì)算得到的VmA 實(shí)際數(shù)值是直流工作電壓的1.5 倍，在交流狀態(tài)下還要考慮峰值，因此計(jì)算結(jié)果應(yīng)擴(kuò)大1．414 倍。另外，選用時(shí)還必須注意：
?。?） 必須保證在電壓波動最大時(shí)，連續(xù)工作電壓也不會超過最大允許值，否則將縮短壓敏電阻的使用壽命；
?。?） 在電源線與大地間使用壓敏電阻時(shí)，有時(shí)由于接地不良而使線與地之間電壓上升，所以通常采用比線與線間使用場合更高標(biāo)稱電壓的壓敏電阻器。壓敏電阻所吸收的浪涌電流應(yīng)小于產(chǎn)品的最大通流量。
壓敏電阻的應(yīng)用：
不同的使用場合，應(yīng)用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓/電流應(yīng)并不相同，因而對壓敏電阻的要求也不相同，注意區(qū)分這種差異，對于正確使用是十分重要的。根據(jù)使用目的的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類：
①保護(hù)用壓敏電阻
?、陔娐饭δ苡脡好綦娮?/p>
保護(hù)電阻
?。?） 區(qū)分是電源保護(hù)用壓敏電阻器，還是信號線、數(shù)據(jù)線保護(hù)用壓敏電阻器，它們要滿足不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
?。?） 根據(jù)施加在壓敏電阻上的連續(xù)工作電壓的不同，可將跨電源線用壓敏電阻器區(qū)分為交流用或直流用兩種類型，壓敏電阻在這兩種電壓應(yīng)力下的老化特性表現(xiàn)不同。
?。?） 根據(jù)壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為浪涌抑制型、高功率型和高能型這三種類型。
★浪涌抑制型：是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓的壓敏電阻器，這種瞬態(tài)過電壓的出現(xiàn)是隨機(jī)的，非周期的，電流電壓的峰值可能很大。絕大多數(shù)壓敏電阻器都屬于這一類。
★高功率型：是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器，例如并接在開關(guān)電源變換器上的壓敏電阻，這里沖擊電壓周期出現(xiàn)，且周期可知，能量值一般可以計(jì)算出來，電壓的峰值并不大，但因出現(xiàn)頻率高，其平均功率相當(dāng)大。
★高能型：指用于吸收發(fā)電機(jī)勵磁線圈，起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器，對這類應(yīng)用，主要技術(shù)指標(biāo)是能量吸收能力。壓敏電阻器的保護(hù)功能，絕大多數(shù)應(yīng)用場合下，是可以多次反復(fù)作用的，但有時(shí)也將它做成電流保險(xiǎn)絲那樣的“一次性”保護(hù)器件。例如并接在某些電流互感器負(fù)載上的帶短路接點(diǎn)壓敏電阻。
作用壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過電壓保護(hù)，但是它的類似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：
?。?）直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，其穩(wěn)定電壓可高達(dá)數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法達(dá)到的。
?。?）電壓波動檢測元件。
?。?）直流電平移位元件。
?。?）均壓元件。
?。?）熒光啟動元件