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氧化锌压敏电阻器的原理及应用介绍

2020-10-09 11:07

  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,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)”。

  氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。它的微观结构如图1所示。氧化锌陶瓷是由氧化锌晶粒及晶界物质组成的,其中氧化锌晶粒中掺有施主杂质而呈N型半导体,晶界物质中含有大量金属氧化物形成大量界面态,这样每一微观单元是一个背靠背肖特基势垒,ag手机登录网。整个陶瓷就是由许多背靠背肖特基垫垒串并联的组合体。图2是压敏电阻器的等效电路。

  预击穿区:在此区域内,施加于压敏电阻器两端的电压小于其压敏电压,其导电属于热激发电子电导机理。因此,压敏电阻器相当于一个10M以上的绝缘电阻 (Rb远大于Rg),这时通过压敏电阻器的阻性电流仅为微安级,可看作为开路。该区域是电路正常运行时压敏电阻器所处的状态。

  击穿区:压敏电阻器两端施加一大于压敏电压的过电压时,其导电属于隧道击穿电子电导机理(Rb与Rg相当),其伏安特性呈优异的非线性电导特性,即: