ZnO壓敏電阻是伏安特性呈非線性的敏感元件

2022-10-13 18:57:04 字數 867 閱讀 9299

壓敏電阻原理及應用

zno壓敏電阻實際上是一種伏安特性呈非線性的敏感元件,在正常電壓條件下,這相當於乙隻小電容器,而當電路出現過電壓時,它的內阻急劇下降並迅速導通,其工作電流增加幾個數量級,從而有效地保護了電路中的其它元器件不致過壓而損壞,它的伏安特性是對稱的,。這種元件是利用陶瓷工藝製成的,它的內部微觀結構。微觀結構中包括氧化鋅晶粒以及晶粒周圍的晶界層。

氧化鋅晶粒的電阻率很低,而晶界層的電阻率卻很高,相接觸的兩個晶粒之間形成了乙個相當於齊納二極體的勢壘,這就是一壓敏電阻單元,每個單元擊穿電壓大約為3.5v,如果將許多的這種單元加以串聯和併聯就構成了壓敏電阻的基體。串聯的單元越多,其擊穿電壓就超高,基片的橫截面積越大,其通流容量也越大。

壓敏電阻在工作時,每個壓敏電阻單元都在承受浪湧電能量,而不象齊納二極體那樣只是結區承受電功率,這就是壓敏電阻為什麼比齊納二極體能承受大得多的電能量的原因。

壓敏電阻在電路中通常並接在被保護電器的輸入端,。

壓敏電阻的zv與電路總阻抗(包括浪湧源阻抗zs)構成分壓器,因此壓敏電阻的限制電壓為v=vszv/(zs+zv)。zv的阻值可以從正常時的兆歐級降到幾歐,甚至小於1ω。由此可見zv在瞬間流過很大的電流,過電壓大部分降落在zs上,而用電器的輸入電壓比較穩定,因而能起到的保護作用。

圖(3)所示特性曲線可以說明其保護原理。直線段是總阻抗zs,曲線是壓敏電阻的特性曲線,兩者相交於點q,即保護工作點,對應的限制電壓為v,它是使用了壓敏電阻後加在用電器上的工作電壓。vs為浪湧電壓,它已超過了用電器的耐壓值vl,加上壓敏電阻後,用電器的工作電壓v小於耐壓值vl,從而有效地保護了用電器。

不同的線路阻抗具有不同的保護特性,從保護效果來看,zs越大,其保護效果就越好,若zs=0,即電路阻抗為零,壓敏電阻就不起保護作用了。圖(4)所描述的曲線可以說明zs與保護特性之間的關係。

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