什么是压敏电阻,压敏电阻的种类和应用-华巨电子


1、什么是“压敏电阻”

  “压敏电阻是中国大陆的名词,意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变",或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。

  压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。

  在中国台湾,压敏电阻器是按其用途来命名的,称为"突波吸收器"。压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。

 

2、保护用压敏电阻的基本性能

  (1)保护特性,当冲击源的冲击强(或冲击电流Isp=Usp/Zs)不超过规定值时,压敏电阻的限制电压不允许超过被保护对象所能承受的冲击耐电压(Urp)。

  (2)耐冲击特性,即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流,冲击能量,以及多次冲击相继出现时的平均功率。

  (3)寿命特性有两项,一是连续工作电压寿命,即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间(小时数)。二是冲击寿命,即能可靠地承受规定的冲击的次数。

  (4)压敏电阻介入系统后,除了起到"安全阀"的保护作用外,还会带入一些附加影响,这就是所谓"二次效应",它不应降低系统的正常工作性能。这时要考虑的因素主要有三项,一是压敏电阻本身的电容量(几十到几万PF),二是在系统电压下的漏电流,三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响。


3、的静电防护



  所有的物质都由原子构成,原子中有电子和质子。当物质获得或失去电子,它将变成带负电或正电,这些电荷在材料表面上积累我们就称之物体带上了静电。电荷积累通常因材料互相接触分离而产生,也可由摩擦引起,称为摩擦起电。 有许多因素会影响电荷的积累,包括接触压力、摩擦系数和分离速度等等。静电电荷会不断积累,如果没有泄放通道,这个数值最后会达到很高,直到造成电荷产生的作用停止、电荷被泄放或达到足够的强度可以击穿周围物质介质为止。电介质被击穿后,静电电荷会很快得到平衡,这种电荷的快速中和就称为静电放电。由于在很小的电阻上快速泄放电压,泄放电流会很大,可能超过20安培,如果这种放电通过静电敏感元件进行,这么大的电流将对设计的半导体产品造成严重伤害。



  1、为什么要提高静电的防护意识



  在本世纪70前代以前,很多静电问题都是由于人们没有静电防护意识而造成的,即使现在也有很多人怀疑静电放电会对电子产品造成损坏。这是因为大多数静电放电损害发生在人的感觉以下,因为人体对静电放电的感知电压约为3KV,而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏,通常电子器件被静电放电损坏后没有明显的界限,把元件安装在设备上以后再检测,结果出现很多问题,分析也相当困难。特别是潜在损坏,即使使用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化。但近年实验证实,这种潜在损坏在一定时间以后,电子产品的可靠性明显下降。静电造成的损坏绝对是真真实实的。



  2、静电对电子产品损害有哪些形式?



  静电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流。这三种特性能对电子元件有三种影响:


  ①。静电吸附灰尘,降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。


  ②。静电放电破坏,使元件受损不能工作(完全破坏)。


  ③。静电放电电场或电流产生的热,使元件受伤(潜在损伤)。


  第③种情况较为普遍,也很难被及时发现。

4、防雷

      随着电子技术的发展,电子器件已进入大规模集成电路时代。电子设备的功能得以改善,运行的可靠性不断提高,然而防雷的能力却大大地降低了。现在,每年遭到雷击而造成的损失数以亿元计,所以研究保护微电子设备免遭雷电危害已成为一个重要课题。虽然近两个世纪出现了很多的防雷方法和派生出很多防雷器件,但由于对雷电的了解不全面或对器件性能的偏见,往往得不到预期的效果。由于不得其法,浪费了大量资财。

   压敏电阻器与被保护的电器设备或元器件并联使用。当电路中出现雷电过电压或瞬态操作过电压Vs时,压敏电阻器和被保护的设备及元器件同时承受Vs,由于压敏电阻器响应速度很快,它以纳秒级时间迅速呈现优良非线性导电特性,此时压敏电阻器两端电压迅速下降,远远小于Vs,这样被保护的设备及元器件上实际承受的电压就远低于过电压Vs,从而使设备及元器件免遭过电压的冲击。

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