金属氧化物压敏电阻基础知识

压敏电阻可以被认为是电阻器的一种形式，其中电阻随施加的电压而显着变化。最常见的压敏电阻类型使用金属氧化物，因此它们通常被称为金属氧化物压敏电阻，简称MOV。

鉴于它们的电阻取决于施加的电压，它们也可以称为电压相关电阻器。

他们更熟悉的名称压敏电阻，来源于这些组件是“可变电阻器”这一事实，压敏电阻这个词是这两个词的缩写。

压敏电阻符号

压敏电阻电路符号与热敏电阻的符号非常相似。它由一个矩形的基本电阻符号组成，矩形有一条对角线穿过它，该矩形有一个平行于电阻符号主体的一小段附加部分。这表明压敏电阻的非线性性质。

压敏电阻电路符号

尽管有时可能会使用其他一些符号，但所示符号是使用最广泛的符号，并且已根据通用标准进行维护。

压敏电阻基础知识

压敏电阻的主要特点是，当压敏电阻施加低电压时，它具有高电阻，但对于较高电压，电阻会下降。使压敏电阻导通。因此，它们可用于电涌保护。

选择压敏电阻使其不会导通正常施加的电压，但选择其导通电压，以便器件开始导通高于正常施加的电压。通过这种方式，任何大的瞬态电压都会被短路和耗散，从而保护器件。

压敏电阻主要有两种型号：

陶瓷/金属氧化物压敏电阻：这种形式的压敏电阻是使用最广泛的，也是在陈述术语压敏电阻时经常提到的形式。压敏电阻是双向的，基于陶瓷或金属氧化物。因此，这种形式的器件通常被称为金属氧化物压敏电阻，或MOV。

二极管压敏电阻：这种类型的结构利用二极管特性来提供可变电阻。如果只使用单个二极管，则它只作用于一个方向，但背靠背二极管用于提供双向可变电阻特性。当使用普通二极管进行保护时，它们通常不称为压敏电阻。

金属氧化物压敏电阻（MOV）是使用最广泛的压敏电阻形式。它通常由氧化锌、ZnO 等材料制成，尽管使用的另一种材料是碳化硅 SiC，它提供了类似的性能。

在制造过程中，陶瓷粉末ZnO或SiC被压缩，通常成圆盘状，然后在高温下烧结，通常在1200°C左右。 添加电极/连接和引线，然后封装设备。

压敏电阻有多种规格可供选择：圆盘式、轴向引线器件;带螺丝端子的块（用于高功率设备）;径向引线装置。

金属氧化物压敏电阻或碳化硅压敏电阻的特性可以用以下格式表示：

其中：

I = 通过器件的电流 k = 元件

的常数 V = 施加的电压

n = 器件

样式的值

通常，对于碳化硅，n的值在大约3-7之间，但对于氧化锌器件，该值可能在20-50的范围内，使特性更加清晰。

压敏电阻特性

压敏电阻操作

压敏电阻用于许多领域，通常用于许多区域的电涌保护，这些区域放置在要保护的线路上，或从线路向下对地。在正常情况下，它们消耗的电流很小，但是当浪涌来临时，电压会上升到膝盖或钳位电压以上，它们会消耗电流，从而消散浪涌并保护设备。实际浪涌部分被压敏电阻吸收，部分被传导。

金属氧化物和碳化硅压敏电阻之所以起作用，是因为材料晶粒之间的晶界充当小的PN结。整个组件就像是一大块串联和并联的小二极管。当施加低电压时，由于结是反向偏置的，因此流过的电流非常小，唯一的电流是漏电流。当器件两端出现超过钳位电压的浪涌时，二极管会经历雪崩击穿，并且大电流能够流过器件。

压敏电阻仅适用于短持续时间的脉冲，不适合处理持续的浪涌。它们的大小限制了它们可以耗散的功率。超过额定周期或电压会导致设备烧毁，或者在极端情况下，当它们需要耗散的能量过高时，它们可能会爆炸。因此，在评级范围内操作它们非常重要。

需要注意的另一点是，暴露在反复浪涌下的金属氧化物压敏电阻（MOV）会略微改变其性能并降解。在它们经历浪涌后，钳位电压会降低一点，最终这可能导致它们的破坏。

由于这种故障模式，MOV 通常与热开关/保险丝串联，如果电流过大，该开关/保险丝将激活。

压敏电阻规格

在为特定应用选择压敏电阻时，需要考虑许多参数。下面列出了一些关键的压敏电阻规格：

钳位电压：这是压敏电阻开始显示出显着导通的电压。

额定电压：该电压，表示为交流或直流，是可以使用设备的最大电压。通常最好在额定电压和工作电压之间留出良好的裕度，尽管这需要与钳位电压和所需的保护水平相平衡。

峰值电流：这 si 设备可以处理的最大电流。它可以表示为给定时间的电流。

最大脉冲能量：这是脉冲的最大能量，以焦耳表示，设备可以耗散。压敏电阻的额定能量通常使用标准化瞬态来定义。瞬态以 x/y 格式表示，其中 x 是瞬态上升的时间，y 是达到其半峰值的时间。典型格式为 8/20 和 10/1000。

响应时间这是压敏电阻在施加脉冲后开始传导的时间。在许多情况下，这不是问题。典型值低于 100nS。

电容：金属氧化物压敏电阻在整个器件中具有相对较高的电容。虽然对于低频应用来说，这可能不是问题，但当它与承载数据等的线路一起使用时，它可能会出现问题。因此，有必要检查器件两端的电容值，以查找可能存在问题的任何电路。典型的金属氧化物压敏电阻的电容水平可能在 100 到 1000 pF 之间，但也有低电容版本。

待机电流 ：待机电流是压敏电阻在低于钳位电压时消耗的电流水平。通常，该电流将在器件两端的给定工作电压下指定。

压敏电阻应用

使用压敏电阻的典型领域包括：

浪涌保护电源适配器和电涌条

电话和其他通信线路

电源 - 通常是连接到主电源线的电源

一般电子设备保护

汽车电子 - 汽车电气因在电源线上有许多尖峰而臭名昭著

工业高能交流线路保护

在某些情况下，压敏电阻还用作微波混频器，用于调制、检测和频率转换，尽管这不是标准应用。

压敏电阻能够为可能受到脉冲和电压尖峰影响的电子电路提供重要保护。它们能够将能量转移到地面，从而保护设备。这些压敏电阻用于许多项目，如电涌保护主插座等。这些用于保护可能容易受到电源浪涌和尖峰影响的计算机和其他设备。

审核编辑：黄飞