壓敏電阻在電子設(shè)備中的應(yīng)用

梁仙

摘 要 壓敏電阻，在一定溫度下電導(dǎo)值隨著電壓增加則急劇增大的元件，采用的是半導(dǎo)體材料作為電阻，所以從屬性上而言也是半導(dǎo)體電阻器的一個(gè)品種。但用材料角度而言，半導(dǎo)體材料是由鋅和氧組成，是一種II族氧化物半導(dǎo)體，在正常電壓下的電阻值很高，可以達(dá)到歐兆級(jí)別，且會(huì)雖則電壓增加電阻下降，具有較為突出的伏安特性。這種電阻的特性決定其用途，由于會(huì)隨著電壓改變電阻值發(fā)生明顯變化，多用于保護(hù)電子產(chǎn)品，是電子保護(hù)裝置的元件之一，以保護(hù)電子設(shè)備的累積浪涌或者是各種裝置中脈沖抑制等。本文主要是從壓敏電阻的性質(zhì)和材料組成入手，介紹其獨(dú)特性和應(yīng)用范圍，并分析其在電子設(shè)備中的應(yīng)用特性。

關(guān)鍵詞 壓敏電阻 電子設(shè)備 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM862文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1壓敏電阻的性質(zhì)特點(diǎn)

壓敏電阻是一種多種功能性的元件，多為氧化鋅，氧化鋅壓敏電阻是多功能型的陶瓷材料，以氧化鋅為主體，結(jié)合其他氧化物改性形成燒結(jié)體材料，因?yàn)樵靸r(jià)低廉以及響應(yīng)時(shí)間快等，具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，被廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備和電力系統(tǒng)中。

壓敏電阻的性質(zhì)特點(diǎn)有三，一是電氣特性，壓敏電阻的主要功能是可以探測與抑制反復(fù)出現(xiàn)的浪涌電壓，在保護(hù)自身不受破壞的前提下，發(fā)揮非線性伏安特性，在穩(wěn)定電壓工作下不會(huì)出現(xiàn)較大的漏電流。其電氣特性決定其可以用用于各種半導(dǎo)體器件制造中，就像是齊納二極管一樣，但其伏安特性更由于齊納二極管，相當(dāng)于兩個(gè)背對(duì)背的齊納二極管的作用，非線性伏安特性明顯，具有上那個(gè)伏安特性區(qū)域，預(yù)擊穿區(qū)，是在正常電路下壓敏電阻所處的安全狀態(tài)。擊穿區(qū)，是壓敏電阻器兩端施加大于壓敏電阻電壓時(shí)，壓敏電阻所處的狀態(tài)，壓敏電阻到點(diǎn)是一種隧道擊穿電子電導(dǎo)機(jī)理，呈現(xiàn)優(yōu)良的非線性電導(dǎo)特性。上升區(qū)則是電流與電壓幾乎相當(dāng)于是線性關(guān)系，壓敏電阻器在該區(qū)域內(nèi)有劣化，失去了一致電壓和吸收或者是釋放浪涌的特性。所以壓敏電阻也有一定的應(yīng)用范圍，超出范圍就出紊亂，無法保護(hù)電子設(shè)備浪涌電壓等。

二是漏電流，漏電流是氧化鋅壓敏電阻的電壓非線性關(guān)系，由于ZnO壓敏電阻的電壓非線性系數(shù)a與硅齊納二極管相等，由于其較大的a值，所以氧化鋅壓敏電阻的漏電流很少，一般情況下顯著小于標(biāo)準(zhǔn)值10%eA，極少數(shù)情況會(huì)出現(xiàn)漏電流。

2壓敏電阻在電子設(shè)備中應(yīng)用

壓敏電阻在電子的具體應(yīng)用有兩點(diǎn)，一是應(yīng)用于低電壓器設(shè)備的防雷中，二是應(yīng)用在汽車中。首先，壓面電阻可以探測和抑制反復(fù)出現(xiàn)的浪涌電壓，且自身不受破壞，而我國南方多數(shù)地區(qū)在夏季，都會(huì)出現(xiàn)低壓電器被雷擊損傷的情況，不僅造成較大的財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)出現(xiàn)人員傷害，壓敏電阻由于其特殊的電氣特性，可以用制造各種半導(dǎo)體器件，以保護(hù)電子設(shè)備和過電壓狀態(tài)下的雷擊浪涌保護(hù)，確保各種低電壓器設(shè)備在雷擊下能正常運(yùn)行。雷擊造成抵押電氣設(shè)備損傷，主要是由于配電設(shè)備防雷保護(hù)沒有達(dá)到技術(shù)規(guī)范，且雷擊產(chǎn)生的過電壓容易造成電氣損傷，因?yàn)?0kV避雷器若是在 5kA的沖擊電流下，縱使是殘壓也會(huì)達(dá)到50kV，這就意味著避雷器難以發(fā)揮作用，不僅如此，由于電磁感應(yīng)作用低壓側(cè)會(huì)出現(xiàn)較大的過電壓，殘壓也會(huì)到達(dá)1kV—3kV，大電壓出現(xiàn)導(dǎo)致低電壓電器出現(xiàn)損壞。

壓敏電阻的應(yīng)用，可顯著保護(hù)低電壓電器設(shè)備，一般情況下為了防止雷擊，想要按照規(guī)范做好各項(xiàng)防雷措施，然后在用戶電源端安裝壓敏電阻，從而在電源端上實(shí)現(xiàn)電阻調(diào)節(jié)。若是電源端有較大電壓，就會(huì)擊穿壓敏電阻，確保兩端電壓維持在正常值，從而保護(hù)電設(shè)備，且用相線或者是零線引入雷擊過電壓，可以通過兩個(gè)壓敏電阻起到擊穿作用，將兩端電壓維持在正常值，并同時(shí)燒斷熔絲，保證壓敏電阻不會(huì)有持續(xù)電流通過，以保護(hù)壓敏電阻。

其次，壓敏電阻在汽車中的應(yīng)用，主要是為了引入現(xiàn)代化的電子技術(shù)，現(xiàn)如今半導(dǎo)體器件也是汽車引入的新元件之一，主要是應(yīng)用于保護(hù)汽車的電氣系統(tǒng)，避免過電壓和浪涌能量對(duì)系統(tǒng)的損傷。壓敏電阻在汽車中的應(yīng)用可避免采用多種技術(shù)調(diào)整電氣系統(tǒng)，直接用一個(gè)低壓高能的氧化鋅壓敏電阻（MYN1），在電源的ab兩端中進(jìn)行電壓和電流調(diào)節(jié)，保護(hù)整個(gè)電氣系統(tǒng)。就算蓄電池與電源斷開或者是有負(fù)荷急減情況，ab兩端出現(xiàn)較大的浪涌能量，壓敏電阻也能保護(hù)半導(dǎo)體器件和各種電子設(shè)備不受浪涌沖擊，進(jìn)而減低汽車體積與重量，并且減少運(yùn)行油耗。

所以，壓敏電阻在汽車中的應(yīng)用不僅有保護(hù)作用，更可以改進(jìn)汽車制造技術(shù)和性能。 此外，壓敏電阻也能夠保護(hù)電壓，對(duì)電子點(diǎn)火出現(xiàn)的過電壓進(jìn)行抑制，由于點(diǎn)火系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)火圈會(huì)出現(xiàn)反電勢，若是匝比計(jì)算次級(jí) L2 兩端電壓超出 20kV，則高壓會(huì)導(dǎo)致火花塞瞬間被擊穿，從而正常點(diǎn)火啟動(dòng)。但要是點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)生故障，出現(xiàn)點(diǎn)火不正常，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓就會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火系統(tǒng)初級(jí)兩端出現(xiàn)較高的過電壓，會(huì)縮短壽命。應(yīng)用壓敏電阻器，直接在復(fù)合管兩端上連接壓敏電阻，就能夠保護(hù)點(diǎn)火系統(tǒng)，抑制過電壓，且保護(hù)汽車電氣系統(tǒng)。

3結(jié)語

綜上所述，壓敏電阻具有較強(qiáng)的電氣特性，并且是一種十分成熟的電子元件，可應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，以保護(hù)過電壓以及減少雷擊損傷，有利于提高器件的穩(wěn)定性和使用特性，可應(yīng)用于防雷和保護(hù)汽車電氣與點(diǎn)火系統(tǒng)。

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