壓敏電阻定義封裝-符號特性-類型和應用詳解

什么是壓敏電阻？

壓敏電阻

壓敏電阻是電壓相關電阻（VDR）。一個的電阻變阻器是可變的并且取決于所施加的電壓，這個詞由“ var iable res istor ”字樣的部分組成。當電壓增加時，它們的電阻會降低；在電壓過高的情況下，它們的電阻會急劇下降。這種行為使它們適合在電壓浪涌期間保護電路。浪涌的原因可能包括雷擊和靜電放電，最常見的VDR類型是金屬氧化物變阻器或MOV。

定義

壓敏電阻是非線性雙元件半導體，隨著電壓的增加會降低電阻。電壓相關電阻通常用作敏感電路的浪涌抑制器。

壓敏電阻封裝

以下是經常遇到的不同包的一些示例。塊封裝用于更高的額定功率。

壓敏電阻封裝圖示

特點

電壓相關電阻器具有非線性變化電阻，取決于所施加的電壓。在額定負載條件下阻抗很高，但是當超過電壓閾值（擊穿電壓）時，阻抗會急劇下降到一個低值。它們通常用于保護電路免受過大的瞬態電壓影響。當電路暴露在高壓瞬態時，壓敏電阻開始導通并將瞬態電壓鉗位到安全水平。輸入浪涌的能量部分傳導并部分吸收，保護電路。

最常見的類型是MOV或金屬氧化物壓敏電阻。它們由氧化鋅（ZnO）晶粒的燒結基質構成。晶界提供PN結半導體特性，類似于二極管結。隨機取向的晶粒矩陣可以與串聯和并聯的大型二極管網絡進行比較。當施加低電壓時，僅通過結的反向泄漏引起非常小的電流流動。然而，當施加超過擊穿電壓的高電壓時，結經歷雪崩擊穿并且大電流可以流動。這種行為導致非線性電流 - 電壓特性。

電流（I）到端子之間的電壓（V）之間的關系通常用下式描述：

術語α描述了非線性程度。圖1顯示了MOV（高α）和SiC壓敏電阻（低α）的特性曲線。

壓敏電阻電壓-電流特性

重要的選擇參數是鉗位電壓，峰值電流，最大脈沖能量，額定AC / DC電壓和待機電流。當用于通信線路時，雜散電容也是一個重要參數。高電容可以充當高頻信號的濾波器或引起串擾，從而限制通信線路的可用帶寬。

在1-1000微秒量級的高瞬態電壓浪涌的情況下，壓敏電阻可用于短時間保護。然而，它們不適合處理持續的浪涌。如果以焦耳（J）為單位的瞬態脈沖能量過高且明顯超過絕對最大額定值，則它們會熔化，燃燒或爆炸。

MOV在暴露于反復浪涌時會降解。每次浪涌后，MOV的鉗位電壓會稍微降低，多少取決于MOV相對于脈沖的焦耳等級。隨著鉗位電壓越來越低，當鉗位電壓低于受保護的線電壓時，可能的故障模式是部分或完全短路。這種情況可能導致火災。為了防止火災，它們通常與熱熔絲串聯連接，在過熱的情況下斷開MOV。為了限制劣化，建議使用與受保護電路允許的高鉗位電壓，以限制浪涌的暴露量。

應用

壓敏電阻的非線性特性使其成為浪涌保護裝置的理想選擇。高壓瞬變源可以是例如雷擊，靜電放電或來自電動機或變壓器的感應放電。它們例如經常用在電涌保護器電源板中。具有低電容的特殊類型可保護通信線路。

這些VDR適用于各種應用，包括：

1、電話和其他通信線路保護

2、無線電通信設備瞬態抑制

3、電涌保護器電源板

4、有線電視系統電涌保護器

5、電源保護

6、微處理器保護

7、電子設備保護

8、低壓板級保護

9、瞬態電壓浪涌抑制器（TVSS）

10、汽車電子保護

11、工業高能交流保護

類型

最重要的壓敏電阻類型：

1.金屬氧化物壓敏電阻 - 上面描述的MOV是一種由氧化鋅（ZnO）組成的非線性瞬態抑制器

2.碳化硅壓敏電阻 - 這曾經是MOV進入市場之前最常見的類型。這些組件使用碳化硅（SiC）。它們已廣泛用于高功率，高壓應用。這些器件的缺點是它們消耗了大量的待機電流，因此需要一系列間隙來限制待機功耗。

替代類型的浪涌抑制裝置包括：

1.硒電池 - 這些抑制器使用硒整流器，可提供高能反向擊穿電流。一些硒細胞具有密封愈合特性，可以承受高能量放電。然而，它們沒有現代MOV的夾緊能力。

2.齊納二極管 - 采用硅整流技術的瞬態抑制器件。它們具有非常恒定的電壓鉗位能力。這些部件的主要缺點是它們具有有限的能量耗散能力。

3.撬棒裝置 - 撬棒裝置使浪涌對地短路，這種短路將持續到電流低于某一非常低的水平。創造滯后或力量跟隨效果。撬棍裝置的示例是：

*氣體放電管（GDT）或火花隙 - 這些器件在產生導電火花后導通，缺點是它們需要相對長的時間來觸發，其優點是具有大的載流能力。

*晶閘管浪涌保護器件（TSPD）- 具有與GDT類似的特性，但可以更快地動作。

壓敏電阻符號

以下是壓敏電阻的符號。它被描述為可變電阻器，其取決于電壓U.

壓敏電阻符號

IEC標準

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