壓敏電阻原理

壓敏電阻是用于保護(hù)電氣和電子電路的無(wú)源半導(dǎo)體器件。與提供過(guò)電流保護(hù)的保險(xiǎn)絲或斷路器不同，變阻器通過(guò)電壓鉗位提供浪涌保護(hù)。

當(dāng)向電路施加高壓電壓時(shí)，結(jié)果通常是災(zāi)難性的，因此可變電阻在保護(hù)精密電子電路免受開(kāi)關(guān)峰值和浪涌瞬態(tài)的影響方面發(fā)揮著重要作用。

瞬態(tài)過(guò)電壓由不同的電路和電源產(chǎn)生，無(wú)論它們是由AC電源還是DC電源供電，因?yàn)樗鼈兺ǔＴ陔娐繁旧韮?nèi)產(chǎn)生，或者從外部電源傳輸?shù)诫娐贰?/p>

電路內(nèi)的瞬變會(huì)使電壓迅速上升，增加到數(shù)千伏，必須防止這些電壓尖峰出現(xiàn)在精密的電子電路和組件上。

電壓瞬變最常見(jiàn)的來(lái)源之一是L（di/dt）效應(yīng)（即感應(yīng)電流瞬變），該效應(yīng)是由切換感應(yīng)線圈和變壓器的磁化電流、直流電機(jī)的切換應(yīng)用以及連接熒光燈時(shí)的過(guò)電壓或其他過(guò)電壓引起的。瞬態(tài)源包括雷電、靜電等。

在正常操作中，變阻器具有非常高的電阻（兆歐姆），并且對(duì)電路沒(méi)有影響，就好像它們不存在一樣。然而，如果變阻器兩端的電壓（無(wú)論極性如何）超過(guò)變阻器的標(biāo)稱值，其有效電阻將隨著電壓的增加而急劇下降，如圖所示。

經(jīng)過(guò)壓敏電阻的鉗位后，尖峰浪涌電壓被吸收，對(duì)后級(jí)電路起到了保護(hù)作用，如下圖所示：

壓敏電阻在電路中的標(biāo)識(shí)如下：

從圖片的標(biāo)識(shí)可以看出，壓敏電阻的原理圖符號(hào)是在電阻的基礎(chǔ)上增加了可變的意思。

壓敏電阻封裝類型有直插式和貼片式。

圖中圖1和圖2長(zhǎng)引線式是插件型，圖3和圖4封裝為貼片型。引線越短，寄生指數(shù)和電容就越小。在強(qiáng)烈沖擊的情況下，變量的殘余電壓是恒定的，因?yàn)榧纳鷧?shù)的影響會(huì)導(dǎo)致不同的峰值電壓。使用時(shí)，可以比較同一設(shè)備類型的不同封裝的參數(shù)差異。變量最常見(jiàn)的用途是使用圖1中的封裝，并將其放置在電源插座處，獲得更好的浪涌保護(hù)。

壓敏電阻器件構(gòu)造如下圖所示：

從上圖中可以看出，壓敏電阻主要有5個(gè)部件組成：1絕緣層，2元件本體，3導(dǎo)電銀漿，4連接條，5引腳。

壓敏電阻伏安特性曲線

壓敏電阻的伏安特性曲線反映了其兩端電壓與通過(guò)它的電流之間的關(guān)系。壓敏電阻的伏安曲線如下圖所示，從上圖中可看出壓敏電阻的伏安曲線具有對(duì)稱性，比較適合交流電路中進(jìn)行過(guò)電壓的防護(hù)。

壓敏電阻的電壓特性是非線性的。根據(jù)電壓的不同，壓敏電阻的電壓曲線可分為三個(gè)部分：漏電區(qū)、工作區(qū)和上轉(zhuǎn)區(qū)。

下面對(duì)這三個(gè)區(qū)進(jìn)行分別說(shuō)明：

（1）漏電流區(qū)

當(dāng)壓敏電阻在漏電區(qū)域工作時(shí)，變阻器兩端的電壓較低，并且變阻器對(duì)外部具有較大的阻抗，通常處于MΩ水平。此時(shí)，變阻器只會(huì)增加電路中的泄漏電流，設(shè)備不工作。

（2）工作區(qū)

工作區(qū)域也是變阻器的非線性區(qū)域，正常工作電壓下（低于Vc），伏安特性曲線幾乎是垂直的。電流在大范圍內(nèi)變化，但是變阻器兩端的電壓沒(méi)有顯著變化，表現(xiàn)出良好的鉗位特性，這是壓敏電阻發(fā)揮作用的區(qū)間。曲線的非線性部分越陡峭，壓敏電阻的保護(hù)效果越好。

（3）上轉(zhuǎn)區(qū)

上轉(zhuǎn)區(qū)域也稱為飽和區(qū)域。隨著在非線性范圍內(nèi)工作的變阻器所攜帶的電流繼續(xù)增加，變阻器的電壓限制特性消失，電阻急劇下降，阻抗變得非常小。因?yàn)閴好綦娮栌捎谄涓吖亩a(chǎn)生熱量，所以它最終會(huì)燃燒甚至爆炸。因此，當(dāng)使用變阻器時(shí)，它不能向上到達(dá)飽和區(qū)或上轉(zhuǎn)區(qū)，并且從根本上被損壞。