特性曲線
當(dāng)電壓較低時(shí),壓敏電阻工作于漏電流區(qū),呈現(xiàn)很大的電阻,漏電流很小;當(dāng)電壓升高進(jìn)入非線性區(qū)后,電流在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化時(shí),電壓變化不大,呈現(xiàn)較好的限壓特性;電壓再升高,壓敏電阻進(jìn)入飽和區(qū),呈現(xiàn)一個(gè)很小的線性電阻,由于電流很大,時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)使壓敏電阻過熱燒毀甚至炸裂。正常使用時(shí)壓敏電阻處于漏電流區(qū),受到浪涌沖擊時(shí)進(jìn)入非線性區(qū)泄放浪涌電流,一般不能進(jìn)入飽和區(qū)。
注意事項(xiàng)
選用壓敏電阻器前,應(yīng)先了解以下相關(guān)技術(shù)參數(shù):標(biāo)稱電壓是指在規(guī)定的溫度和直流電流下,壓敏電阻器兩端的電壓值。漏電流是指在25℃條件下,當(dāng)施加大連續(xù)直流電壓時(shí),壓敏電阻器中流過的電流值。等級(jí)電壓是指壓敏電阻中通過8/20等級(jí)電流脈沖時(shí)在其兩端呈現(xiàn)的電壓峰值。通流量是表示施加規(guī)定的脈沖電流(8/20μs)波形時(shí)的峰值電流。浪涌環(huán)境參數(shù)包括大浪涌電流Ipm(或大浪涌電壓Vpm和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脈沖寬度Tt、相鄰兩次浪涌的小時(shí)間間隔Tm以及在壓敏電阻器的預(yù)定工作壽命期內(nèi),浪涌脈沖的總次數(shù)N等。
一般地說,壓敏電阻器常常與被保護(hù)器件或裝置并聯(lián)使用,在正常情況下,壓敏電阻器兩端的直流或交流電壓應(yīng)低于標(biāo)稱電壓,即使在電源波動(dòng)情況壞時(shí),也不應(yīng)額定值中選擇的大連續(xù)工作電壓,該大連續(xù)工作電壓值所對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電壓值即為選用值。對(duì)于過壓保護(hù)方面的應(yīng)用,壓敏電壓值應(yīng)大于實(shí)際電路的電壓值,一般應(yīng)使用下式進(jìn)行選擇:VmA=av/bc式中:
a為電路電壓波動(dòng)系數(shù);v為電路直流工作電壓(交流時(shí)為有效值);b為壓敏電壓誤差;c為元件的老化系數(shù),;這樣計(jì)算得到的VmA實(shí)際數(shù)值是直流工作電壓的1.5倍,在交流狀態(tài)下還要考慮峰值,因此計(jì)算結(jié)果應(yīng)擴(kuò)大1.414倍。
另外,選用時(shí)還注意:
?。?)在電壓波動(dòng)大時(shí),連續(xù)工作電壓也不會(huì)超過大允許值,否則將縮短壓敏電阻的使用壽命;
?。?)在電源線與大地間使用壓敏電阻時(shí),有時(shí)由于接地不良而使線與地之間電壓上升,所以通常采用比線與線間使用場(chǎng)合更高標(biāo)稱電壓的壓敏電阻器。
壓敏電阻所吸收的浪涌電流應(yīng)小于產(chǎn)品的大通流量。
結(jié)構(gòu)
貼片壓敏電阻是主要以氧化鋅為基礎(chǔ)的陶瓷半導(dǎo)體產(chǎn)品。 主要采用下圖所示的積層結(jié)構(gòu),通過積層張數(shù)、層間的調(diào)整,可以控制擊穿電壓、靜電容量。 而TVS二極管是P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合而構(gòu)成的,是硅基ESD防護(hù)器件。 在二極管中,也有使用Au絲等的情況。
圖2 貼片壓敏電阻
圖3 TVS二極管
I-V曲線
貼片壓敏電阻和TVS二極管的電阻值會(huì)隨施加電壓的變化而改變。 貼片壓敏電阻可以進(jìn)行雙向靜電保護(hù)。 TVS二極管以前大多是有方向性的,但近雙向的TVS二極管也增加了。 但是,由于存在因方向性不同而不同的情況,所以需要注意。
其他特性
其他的溫度特性和插入損耗等,雖然貼片壓敏電阻和TVS二極管有一些不同,但在用相同規(guī)格比較時(shí)動(dòng)作相同。 由于在各數(shù)據(jù)表中記載了它們各自的動(dòng)作,所以可以與TVS二極管進(jìn)行比較。
壓敏電阻主要應(yīng)用于開關(guān)電源的AC輸入側(cè),通常是為了解決輸入端的異常過高幅電壓的波動(dòng),在一些高壓繼電器開關(guān)、交流三相電機(jī)啟動(dòng)等均容易產(chǎn)生此波動(dòng),從而導(dǎo)致輸入電源波動(dòng)從而損傷后端其他負(fù)載,因此在認(rèn)證測(cè)試中也會(huì)用類似原理進(jìn)行模擬浪涌。由于壓敏電阻基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容相對(duì)較多,圍繞壓敏電阻會(huì)進(jìn)行分期講解,避免冗長(zhǎng)。