一、壓敏電阻的基本功能與選型指南

壓敏電阻，通稱VDR或Varistor，主要在電子設備中用于電壓鉗位，以保護敏感元件免受電壓浪涌損害。這類元件的核心材料通常為氧化鋅(ZnO)，屬于II-VI族氧化物半導體。壓敏電阻通過其非線性伏安特性，在電路中作用顯著，當電路發生過電壓時，能迅速將電壓限制在安全范圍內。它的反應時間為納秒級，電容通常在幾百到幾千皮法(pf)之間。壓敏電阻器的主要性能參數包括壓敏電壓、通流能力及結電容等。

二、氧化鋅壓敏電阻的結構與原理

氧化鋅壓敏電阻由陶瓷工藝制成，內部結構由氧化鋅晶粒及其晶界層構成。晶界層的電阻較高，與晶粒相接觸部分形成相似于齊納二極管的勢壘。每個單元的擊穿電壓約為3.5V，通過串聯和并聯可以形成不同的擊穿電壓和通流能力的壓敏電阻。

三、壓敏電阻的電路應用與保護效果

壓敏電阻廣泛應用于電源的輸入部分，特別是開關電源，以抵御雷擊和電壓浪涌。一般配置中，L相與N相之間跨接一壓敏電阻，有時也會在共模電感上并聯陶瓷放電管。這些配置有效減少了鉗位電壓，從而提升了設備的電壓耐受能力。此外，Zv的阻值在正常情況下可能非常高，但在過電壓時會降低到幾歐姆，從而在浪涌發生時承擔大部分電壓，保護電路安全。

四、如何選擇合適的壓敏電阻

選擇壓敏電阻應考慮其最大允許電壓、通流能力及結電容。常見的選擇如471KD10和471KD20，盡管它們的最大允許電壓相同，KD20的通流能力顯著高于KD10，適用于不同級別的電壓防護。在設計防護電路時，還應充分考慮壓敏電阻的結電容，特別是在高頻信號線路的保護中，其較大的結電容可能會導致不希望的漏電流。

五、綜合分析與應用案例

在實際應用中，工程師通常根據經驗選擇壓敏電阻，但準確了解其技術參數至關重要。例如，串聯陶瓷放電管可以在達到導通狀態后顯著降低殘余電壓，而并聯電阻可以進一步調整電路的特性，以適應不同的應用需求。通過這些策略，可以顯著提高電路的保護效率和可靠性。