深入淺出常用元器件系列——壓敏電阻

2020-11-22 電子產品世界

　　什麼是壓敏電阻

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/198602.htm

　　「壓敏電阻器」，國際電工委員會(IEC)在其標準中稱為「voltage dependent resistor」，而業界和學術界更為廣泛使用的名稱為「varistor」,即由variable和resistor兩個英文單詞組合而成的組合詞，顧名思義，壓敏電阻器是一種電阻值隨著外加電壓變化而敏感變化的電阻器，它的主要用途是異常過電壓的感知、抵制和浪湧能量的吸收。

　　從材料組成上看，壓敏電阻是由電子級粉體材料——氧化鋅、氧化鉍、氧化銻、氧化鈷、氧化錳、氧化鎳、氧化鉻等多種氧化物全成的，其中氧化鋅的含量最高，約佔90%，為主基料。

　　上圖為典型的壓敏電阻20D201K隨外加電壓從180V上升到420V，其電阻值從18 下降到0.42 的曲線，在這個變化過程中，外部電壓的變化只有2倍多一點，而電阻值則下降了近4300萬倍，這個曲線可以幫助我們直觀的感受壓敏阻器的「壓敏」特性。

　　壓敏電阻參數

　　壓敏電阻最重要的幾個參數包括：壓敏電壓、通流容量、結電容、響應時間等。

　　壓敏電壓，是指外加電壓高於某個電壓後，壓敏電阻器的電阻值迅速變小的一個拐點電壓。但是這一電壓測量不便，為了參數標準化的需要，國際電工委員會人為規定了兩個測量壓敏電壓的直流參考電流為1mA和0.1mA，將在這一電流下測量所得電壓人為規定為壓敏電壓。所以嚴格來講，壓敏電阻的手冊上所標的壓敏電壓，已經不是壓敏電阻的「壓敏」電壓。

　　通流容量，即最大峰值電流值(maximum peak current)，即壓敏電阻能夠承受的波形為8/20uS(業界浪湧測試標準波形)的最大浪湧電流峰值。目前壓敏電阻器的手冊中通常給出兩個能量容量的參數，一個是一次8/20uS浪湧衝擊指標，一個是兩次8/20uS浪湧衝擊指標。

　　結電容，壓敏電阻在導通前的電阻值非常大，可視為電介質，兩個電極間存在著納法級的電容，需要格外注意。也正是由於這個原因，壓敏電阻器少用於高頻電路和數字電路中。

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    壓敏電阻一般並聯在電路中使用，當電阻兩端的電壓發生急劇變化時，電阻短路將電流保險絲熔斷，起到保護作用。壓敏電阻在電路中，常用於電源過壓保護和穩壓。電路設計中需要了解的參數： 1、壓敏電壓UN（U1mA）：通常以在壓敏電阻上通過1mA直流電流時的電壓來表示其是否導通的標誌電壓，這個電壓就稱為壓敏電壓UN.壓敏電壓也常用符號U1mA表示。壓敏電壓的誤差範圍一般是±10%.在試驗和實際使用中，通常把壓敏電壓從正常值下降10%作為壓敏電阻失效的判據。
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