压敏电阻的内部结构和工作原理

压敏电阻原理概述2007-12-20 14:44本文介绍了氧化锌压敏电阻的原理，特性和正确选择，并提供了一些应用电路示例供您参考. ZnO压敏电阻实际上是具有非线性伏安特性的敏感元件. 在正常电压条件下，这相当于一个小电容器. 当电路过压时，其内部电阻会急剧下降，并迅速引导工作电流增加几个数量级，从而有效地保护电路中的其他组件免受过压损坏. 其伏安特性是对称的压敏电阻工作原理，如（1）a所示. 这种成分是通过陶瓷技术制成的，其内部微观结构如（1）b所示. 微观结构包括氧化锌晶粒和晶粒周围的晶界层. 氧化锌晶粒的电阻率非常低，而晶界层的电阻率却很高. 在接触的两个晶粒之间形成等效于齐纳二极管的势垒. 这是压敏电阻单元. 每个单元的击穿电压约为3.5V. 如果其中许多单元串联和并联连接，以形成压敏电阻的底座. 串联的电池越多，击穿电压越高，基板的截面积越大，流通量越大. 当压敏电阻工作时，每个压敏电阻单元都承受浪涌能量，而不是仅承受齐纳二极管之类的电结区域，这就是为什么压敏电阻能承受比齐纳二极管大得多的原因. 压敏电阻通常与电路中被保护设备的输入端并联连接压敏电阻工作原理，如（2）所示. 压敏电阻的Zv和电路的总阻抗（包括浪涌源阻抗Zs）形成一个分压器，因此，压敏电阻的极限电压为V = VsZv /（Zs + Zv）. Zv的电阻可以从正常的兆欧级降低到几欧姆，甚至小于1Ω. 由此可以看出，瞬间有大电流流过Zv，大部分过电压落在Zs上，并且用户的输入电压相对稳定，因此可以起到保护作用. 图（3）所示的特性曲线可以说明其保护原理. 直线是总阻抗Zs，曲线是压敏电阻的特性曲线. 这两个点在保护工作点Q处相交，并且相应的极限电压为V. 这是使用压敏电阻后加到电器上的功. 电压. Vs是浪涌电压，已超过用户的耐受电压VL，加上压敏电阻后，用户的工作电压V小于耐受电压VL，从而有效地保护了用户. 不同的线路阻抗具有不同的保护特性. 从保护效果的角度来看，Zs越大，保护效果越好. 如果Zs = 0，即电路阻抗为零，则压敏电阻没有保护. 图（4）中描述的曲线可以说明Zs与保护特性之间的关系.

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