壓敏電阻器壓敏電壓

MYG05K規(guī)定通過的電流為0.1mA，MYG07K、MYG10K、MYG14K、MYG20K標稱電壓是指通過1mA直流電流時，壓敏電阻器兩端的電壓值。

所謂壓敏電壓(VARISTOR VOLTAGE)，即擊穿電壓或閾值電壓。指在規(guī)定電流下的電壓值，大多數情況下用1mA直流電流通入壓敏電阻器時測得的電壓值，其產品的壓敏電壓范圍可以從10-9000V不等?？筛鶕唧w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重要的，它關系到保護效果與使用壽命。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。

片式壓敏電阻器(VARISTOR)是壓敏電阻器的一種，它是用氧化鋅非線性電阻元件作為核心而制成的電沖擊保護器件。氧化鋅非線性電阻元件是以氧化鋅(ZnO)為主體材料，添加多種其他微量元素，用陶瓷工藝制成的化合物半導體元件。它的基本特性是電流一電壓關系的非線性。當加在它兩端的電壓低于某個閥電壓，即"壓敏電壓"時，它的電阻值極大，為兆歐級;而當加在它兩端的電壓超過壓敏電壓后，電阻值隨電壓的增高急速下降，可小到歐姆級、毫歐姆級。壓敏電阻器與普通電阻器不同，普通電阻器遵守歐姆定律，而片式壓敏電阻器的電壓與電流則呈特殊的非線性關系。當片式壓敏電阻器兩端所加電壓低于標稱額定電壓值時，其電阻值接近無窮大，內部幾乎無電流流過。當片式壓敏電阻器兩端電壓略高于標稱額定電壓時，它將被迅速擊穿導通，并由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，工作電流也急劇增大。當其兩端電壓低于標稱額定電壓時，片式壓敏電阻器又能恢復為高阻狀態(tài)。當壓敏電阻器兩端電壓超過其最大限制電壓時，壓敏電阻器將完全擊穿損壞，無法再自行恢復。一般而言，片式壓敏電阻器的制作工藝流程如下:疊層，切割，排膠，燒結，倒角，涂敷，端電極，電鍍。

片式壓敏電阻器廣泛地應用在家用電器及其它電子產品中，起過電壓保護、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪、保護半導體元器件等作用。

片式壓敏電阻器的主要參數有:標稱電壓、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、電流溫度系數、電壓非線性系數、絕緣電阻、靜態(tài)電容等。

具有非線性伏安特性并有抑制瞬態(tài)過電壓作用的固態(tài)電壓敏感元件。當端電壓低于某一閾值時，壓敏電阻器的電流幾乎等于零;超過此閾值時，電流值隨端電壓的

增大而急劇增加。壓敏電阻器的非線性伏安特性是由壓敏體(或稱壓敏結)電壓降的變化而引起的，所以又稱為非線性電阻器。表中列出常見的壓敏電阻器的類別。 在電力工業(yè)中,常使用壓敏材料制成避雷器閥片。反向特性的硒整流片和雪崩二極管等也具有壓敏特性，但習慣上仍沿用各自的原名。

1929~1930年，美國和德國幾乎同時用碳化硅壓敏材料制成高壓避雷器。40年代末，蘇聯(lián)制成低壓碳化硅壓敏電阻器。1968年日本研制出氧化鋅壓敏材料。這種材料具有比其他材料更為優(yōu)異的電氣性能，至今仍獲得廣泛應用。其他金屬氧化物(Fe2O3、TiO等)壓敏電阻器也得到發(fā)展。

壓敏電阻器主要用于限制有害的大氣過電壓和操作過電壓，能有效地保護系統(tǒng)或設備。用氧化鋅壓敏材料制成高壓絕緣子,既有絕緣作用,又能實現(xiàn)瞬態(tài)過電壓保護。此外，壓敏電阻器在電子電路中可用于消火花、消噪音、穩(wěn)壓和函數變換等。

壓敏電阻器的端電壓超過某一閾值后，其伏安特性可用下式表示:

式中I為通過壓敏電阻器的電流峰值，U為端電壓峰值,C或A為材料常數,β為電流非線性指數,γ=1/β為電壓非線性指數。其他參數還有標稱工作電壓、壓敏電壓、漏電流、通流容量、單片承受能量和使用壽命等。

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該選用具有該最大允許電壓的壓敏電阻，實際上V1mA與ACrms間彼此是相互關聯(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，應當有: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用時，有適當的安全裕度。對直流而言在直流回路中，應當有:min(U1mA) ≥(1.6~2)Udc，式中Udc為回路中的直流額定工作電壓。在信號回路中時，應當有: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根據防雷電路的設計指標來定。一般而言，壓敏電阻的通流容量要大于等于防雷電路設計的通流容量。

通流容量也稱通流量，是指在規(guī)定的條件(以規(guī)定的時間間隔和次數，施加標準的沖擊電流)下，允許通過壓敏電阻器上的最大脈沖(峰值)電流值。一般過壓是一個或一系列的脈沖波。實驗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波尾時間為20μs的脈沖波，另外一種為2ms的方波。

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)定的沖擊電流次數而言，壓敏電壓的變化不超過±10%時的最大脈沖電流值。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小于手冊中給出的產品最大通流量。然而從保護效果出發(fā)，要求所選用的通流量大一些好。在許多情況下，實際發(fā)生的通流量是很難精確計算的，則選用2-20kA的產品。如手頭產品的通流量不能滿足使用要求時，可將幾只單個的壓敏電阻并聯(lián)使用，并聯(lián)后的壓敏電壓不變，其通流量為各單只壓敏電阻數值之和。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。

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通過壓敏電阻器兩端所產生的電壓，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物的耐壓水平Vo，否則便達不到可靠的保護目的，通常沖擊電流Ip值較大，例如2.5A或者10A，因而壓敏電阻對應的最大限制電壓Vc相當大，例如MYG7K471其Vc=775(Ip=10A時)。

壓敏電阻所吸收的能量通常按下式計算W=kIVT(J)

其中I--流過壓敏電阻的峰值;

V--在電流I流過壓敏電阻時壓敏電阻兩端的電壓;

T--電流持續(xù)時間;

k--電流I的波形系數。

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330J每平方厘米;對8/20μs波，電流密度可達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，選用壓敏電阻時還應當考慮經常遇到能量較小、但出現(xiàn)頻率次數較高的過電壓，如幾十秒、一兩分鐘出現(xiàn)一次或多次的過電壓，這時就應該考慮壓敏電阻所能吸收的平均功率。

一次以8/20μs標準波形的電流作一次沖擊的最大電流值，此時壓敏電壓變化率仍在±10%以內。2次以8/20μs標準波形的電流作兩次沖擊的最大電流值，兩次沖擊時間間隔為5分鐘，此時壓敏電壓變化率仍在±10%以內。

流過壓敏電阻器的電流為某一值時，在它兩端所產生的電壓稱為這一電流值的殘壓。殘壓比則為殘壓與標稱電壓之比。

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。

電壓溫度系數是指在規(guī)定的溫度范圍(溫度為20~70℃)內，壓敏電阻器標稱電壓的變化率，即在通過壓敏電阻器的電流保持恒定時，溫度改變1℃時壓敏電阻兩端的相對變化。

電流溫度系數是指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時，溫度改變1℃時，流過壓敏電阻器電流的相對變化。

電壓非線性系數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。

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。

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，在用作過壓保護時必須考慮到這一點。壓敏電阻的選用，一般選擇標稱壓敏電壓V1mA和通流容量兩個參數。

壓敏電阻主要是用來保護那些易受靜電和高壓等破壞環(huán)境的一種電阻，在一些集成化較高，應用功能復雜的環(huán)境中應用較多，其中片式壓敏電阻體積小，適應于高度集成化的電子環(huán)境。據了解，手持式電子產品的廣泛應用，使得手機、手提電腦、PDA、數碼相機和醫(yī)療儀器等產品對電路系統(tǒng)的速度和工作電壓提出更為嚴格的要求。片式壓敏電阻雖因其響應速度快、無極性、成本低以及和SMT工藝兼容等優(yōu)點而被推到了市場前沿。

在手機中的應用中，由于增加了多種新功能，如彩屏、可拍照、MMS，手機中的IC集成度也越來越高，與此同時，半導體器件和IC的工作電壓越來越低，當芯片變得越來越薄時，遭受過電壓和靜電放電(ESD)危害的幾率大大增加了。由于過電壓和靜電放電對集成電路和半導體器件會造成損壞，因而需要大量的過電壓保護元件來對昂貴的半導體器件提供保護。

片式壓敏電阻行情看好，但同時卻面臨了一個尷尬，片式壓敏電阻由于價格堅挺，一般而言，同種類型的片式壓敏電阻要比DIP型的價格高出3-5倍。以致擴大市場份額的過程中和貼片LED同顯步履蹣跚。元件市場片式壓敏電阻的實際情形是，供應市場不大，需求市場也不大。壓敏電阻市場DIP直插產品是主流，SMT產品則是發(fā)展趨勢。