壓敏電阻的概念

壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)。壓敏電阻的主要參數(shù)有：壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應(yīng)時間等。

壓敏電阻的響應(yīng)時間為ns級，比氣體放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千Pf的數(shù)量級范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號線路的保護(hù)中，應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時，因?yàn)槠浣Y(jié)電容較大會增加漏電流，在設(shè)計防護(hù)電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。壓敏電阻器簡稱VDR，是一種對電壓敏感的非線性過電壓保護(hù)半導(dǎo)體元件。

壓敏電阻的基本性能

1）保護(hù)特性，當(dāng)沖擊源的沖擊強(qiáng)（或沖擊電流Isp=Usp/Zs）不超過規(guī)定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護(hù)對象所能承受的沖擊耐電壓（Urp）。

（2）耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流，沖擊能量壓敏電阻的作用，以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時的平均功率。

（3）壽命特性有兩項(xiàng)，一是連續(xù)工作電壓壽命，即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應(yīng)能可靠地工作規(guī)定的時間（小時數(shù)）。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù)。

（4）壓敏電阻介入系統(tǒng)后，除了起到“安全閥”的保護(hù)作用外，還會帶入一些附加影響，這就是所謂“二次效應(yīng)”，它不應(yīng)降低系統(tǒng)的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項(xiàng)，一是壓敏電阻本身的電容量（幾十到幾萬PF）壓敏電阻的作用，二是在系統(tǒng)電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響。

壓敏電阻的種類

壓敏電阻器的種類壓敏電阻器可以按布局、制造歷程、應(yīng)用材料和伏安個性分類。

1．按布局分類壓敏電阻器按其布局可分為結(jié)型壓敏電阻器、體型壓敏電阻器、單顆粒層壓敏電阻器和薄膜壓敏電阻器等。結(jié)型壓敏電阻器是因?yàn)殡娮梵w與金屬電極之間的稀罕接觸，才力有了非線性個性，而體型壓敏電阻器的非線性是由電阻體本人的半導(dǎo)體性子決定的。

2．按應(yīng)用材料分類壓敏電阻器按其應(yīng)用材料的不同可分為氧化鋅壓敏電阻器、碳化硅壓敏電阻器、金屬氧化物壓敏電阻器、鍺（硅）壓敏電阻器、鐵酸鋇壓敏電阻器等多種。

3．按其伏安個性分類壓敏電阻器按其伏安個性可分為對稱型壓敏電阻器（無極性）和非對稱型壓敏電阻器（有極性）。

壓敏電阻的選型

在選用壓敏電阻時，必須考慮電路的具體條件，一般應(yīng)遵循以下原則：

1、壓敏電壓V1mA的選取

根據(jù)電源電壓選取，連續(xù)施加在壓敏電阻兩端的電源電壓，不能超過規(guī)格書中列出的“最大持續(xù)工作電壓”值。即壓敏電阻器的最大直流工作電壓必須大于電源線（信號線）的直流工作電壓VIN，即VDC≥VIN；對于220V交流電源的壓敏選擇，要充分考慮到電網(wǎng)工作電壓的波動幅度，選取壓敏電阻的壓敏電壓值時，要留有足夠的余量。國內(nèi)電網(wǎng)一般的波動幅度為25%。應(yīng)選用壓敏電壓為470V～620V的壓敏電阻較合適。選用壓敏電壓高一點(diǎn)的壓敏電阻，可以降低故障率，延長使用壽命，但殘壓略有增大。

2、通流量的選取

壓敏電阻的標(biāo)稱放電電流應(yīng)大于要求承受的浪涌電流或設(shè)備工作中可能出現(xiàn)的最大浪涌電流。標(biāo)稱放電電流應(yīng)按壓敏電阻浪涌壽命次數(shù)定額曲線中沖擊10次以上的數(shù)值進(jìn)行計算，約為最大沖擊通流量的30%（即0.3IP）左右。

3、箝位電壓的選取

壓敏電阻的箝位電壓必須小于被保護(hù)的部件或設(shè)備能承受的最大電壓（即安全電壓）。

4、電容Cp的選擇

對于高頻率傳輸信號，電容Cp應(yīng)小些，反之亦然5、內(nèi)阻匹配（ResistanceMatch）

被保護(hù)元器件（線路）內(nèi)阻R（R≥2Ω）與壓敏電阻瞬態(tài)內(nèi)阻Rv關(guān)系：R≥5Rv；對于內(nèi)阻較小的被保護(hù)元器件，在不影響信號傳輸速率的情況下，盡量採用大電容壓敏電阻。