压敏电阻 - 符号，工作，类型和应用

压敏电阻 - 符号，工作，类型和应用程序

电阻的小封装，电阻器在这么多的电路中使用，以这么多的形式，它几乎是一个无所不在的电气部件。从非常基本的固定电阻，电阻保持不变，对不同类型的可变电阻器，其电阻根据不同的因素而变化。可变电阻器不同类型;其中电阻条的有效长度在改变电位器和变阻器等电阻器中起作用的作用，然后还有其他一组可变电阻器，其中不可能对阻力进行手动变化，而是对物理因素敏感作为温度，电压，磁场等。

我们已经讨论过的可变电阻器，其中电阻可以手动更改（如电位器和变阻器）在我们以前的文章。

本文将指导您通过依赖于电压的电阻器的世界，称为变阻器。

什么是压敏电阻？

压敏电阻是变化的电阻器，其电阻取决于所施加的电压。这个名字已经被语言混合的融合;“变化”和“电阻”。它们也被名称VDR [电压依赖电阻]所知并具有非欧姆特性。因此，它们以非线性类型的电阻器。

与电位计和变阻器不同，其中电阻从最小值变为最大值，在该压力系统中，电阻随着施加电压的变化而自动变化。该压敏电阻具有两个半导体元件，并在电路中提供过电压保护，类似于齐纳二极管。

那么施加电压的变化如何改变其电阻？好吧，答案在于它的构成。由于它由半导体材料制成，因此其电阻倾斜作为其上的电压增加。当电压过度增加时，其电阻减少了歧管。这种行为使它们成为敏感电路过压保护的良好选择。

图像信用

实际寿命压敏电阻如上图所示。您可能会将它们与电容器混为一组。然而，压敏电阻和电容器的不仅仅是它们的大小和设计。

压敏电阻用于抑制电压，而电容器不能执行这样的功能。

压敏电阻符号

在其早期时，压敏电阻表示为两个二极管彼此抗平行，如图所示，由于其二极管在电流的两个方向上的行为。但是，现在该符号用于DIAC。在现代电路中，压敏电阻的符号如下所示。

您可能想知道Varistor如何帮助抑制电路中的电压瞬变？要了解这一点，让我们首先了解电压瞬态的来源是什么。电路和源中的电压瞬态的起源是无论它们是否从AC或DC源操作，因为它们的原点来自电路本身或它们从任何外部源传输。这些瞬变导致电压增加到几千伏，这可能对电路的灾难性证明。

因此，需要抑制这些电压瞬变。

由感应线圈、变压器励磁电流和其他直流电机开关应用引起的L(di/dt)效应是最常见的电压瞬变源。

下图显示了交流暂态的波形。

连接OS电路中的压敏电阻可以如下完成：

• 在交流电路中：相位到中性或相位的相位
• 在直流电路中:正极到负极。

那么压敏电阻提供的电阻是多少呢?下一节将讨论这个问题。

压敏电阻的静电电阻和电压：

“压敏电阻器”这个名字暗示了一种提供电阻的装置，如电位器或变阻器，然而压敏电阻器的实际功能完全不同于它们。

首先，电阻的变化不能像在锅中或变阻器中那样手动进行。第二，在正常工作电压下，压敏电阻提供的电阻是非常高的。当电压开始突然增加时，主要是由于电路中产生的电压瞬变或外部源引起的，电阻开始迅速下降。

静电电阻与压敏电阻上的电压之间的关系如下图所示。

变阻器

为了解释Varistor的工作，让我们使用下图所示的VI特征来理解更好。

压敏电阻的V-I特性曲线与齐纳二极管相似。它本质上是双向的，因为我们看到它在第一象限和第三象限都有作用。这一特性使它适合于在一个电路中与交流或直流源连接。对于交流源来说，它是恰当的，因为它可以在正弦波的任何方向或极性上发挥作用。

图中所示的夹紧电压或压敏电阻电压定义为通过压敏电阻的电流非常低的电压，大多数是几毫升的阶数。该电流通常称为漏电流。当夹紧电压施加在压敏电阻上时，该漏电流的该值是由于压敏电阻的高电阻。

现在研究VI特性，我们看到，当压敏电阻上的电压高于箝位电压时，电流会突然增加。

这是由于由称为雪崩击穿的现象产生的阻力突然减小，其中，在阈值电压（在这种情况下夹紧电压）上方，电子开始快速流动，从而降低电阻并增加通过压敏电阻的电流。

此期间的电压瞬变帮助，当电路经历高瞬变电压，穿过压敏电阻的电压增加时，为一个值大于它的额定（夹紧）电压，这反过来又增加了电流和作为导体的。

从VI特性可以看出的压敏电阻的另一个特征是，即使当电流增加时，它跨越电压也仍然等于钳位电压。这意味着它即使在电压瞬变时也可以像自调节器一样起作用，使其更适合于相同的情况，因为它在这种情况下保持电压增加。

陡峭的非线性曲线表明，过份电流可以通过压敏电阻在非常窄的电压范围内(这表明它的自我调节特性)，并切断任何电压尖峰。

压敏电阻中的电容

如前几节所讨论的，压敏电阻的绝缘状态意味着施加在压敏电阻上的电压等于或小于钳位电压。

在其非导通状态或绝缘状态下的压敏电阻使得比电容器更像电容器。由于压敏电阻的半导体本体在其绝缘状态下用绝缘体起作用，因此可以被视为介电材料，而两个端子可以被视为两个电极。

因此，这意味着，任何压敏电阻在其非导通状态将有一个电容，它正比于所述半导体主体的区域和反比于相同的厚度。

然而，由于压敏电阻两端经历的电压加息，就失去了它的绝缘性能，并开始进行。在这种情况下，它不再拥有电容。

所以回来的压敏电阻的电容行为，一个主要的问题涉及到一个人的心灵。它是否在交流和直流电路相同的方式表现？

回答这个问题在于这些电路的频率。如我们所知，在直流电路中，频率没有角色。因此，电容保持直到电压等于或小于额定电压。

但在交流电路中，情况就不同了。在这里，频率起着重要作用。因此，在其非导电区域，压敏电阻的电容影响其电阻。

由于这些压敏电阻通常与要保护的电子设备并联，因此泄漏电阻随频率的增加而下降。由此得到的并联电阻与频率呈线性关系。

对于交流电路，容抗由公式给出

XC= 1 /（2pi.fc）其中f =电路频率，C =电容。

因此，在这些电路中，漏电流随着频率的增加而增加。

现在让我们简要讨论重要类型的变阻器。

类型的压敏电阻

压敏电阻的类型取决于其体的材料类型。下面讨论了两个最常见的变阻器。

1. 碳化硅变阻器从压敏电阻器的名字就可以猜到，压敏电阻器的主体是由碳化硅(SiC)制成的。在新的MOV进入市场之前，它曾经被广泛地使用过。目前已广泛应用于高功率、高电压的场合。然而，他们画了一个重要的备用电流，这是这种类型的压敏电阻的主要缺点。因此，需要串联间隙来限制待机功耗。
2. 金属氧化物压敏电阻（MOV）由于SiC压敏电阻器有一些严重的缺点，又开发了另一种类型的压敏电阻器——金属氧化物压敏电阻器。它提供非常好的电压瞬态保护，现在非常流行。

这里所述主体由金属氧化物，主要是氧化锌颗粒。这些被压作为陶瓷物质，用90％氧化锌晶粒与钴等其他金属氧化物的10％，铋和锰。

然后将其夹在两个金属板之间。钴铋和锰的10％金属氧化物用作氧化锌颗粒的粘合剂，使得其在两个金属板之间保持完整。连接端子或引线连接到两个金属板。

下图是MOV的内部结构。

MOV比碳化硅压敏电阻的主要优点是漏电小。MOV在正常工作条件下漏电极低。

此外，MOV具有非常高水平的非线性电流电压特性。

这种类型的一个缺点是，浪涌电流取决于瞬态脉冲的宽度和脉冲重复的次数。因此，对于具有高脉冲宽度的瞬态脉冲，浪涌电流将上升并且可能导致加热问题。

然而，这种加热可以通过耗散从瞬态脉冲吸收的能量来避免。

市场上存在另一种重要的压敏电阻，称为SMD或表面安装装置压敏电阻。让我们在下一节中讨论它们。

表面安装装置压敏电阻

它们就像所有其他压敏电阻，大多用于保护电路。体可以是金属氧化物或碳化硅。这些压敏电阻和传统压敏电阻之间的主要区别在于它的尺寸较小，并且使用表面贴装技术构建。这意味着这些装置可以容易地连接到PCB中，因为它们的引线尺寸较小，或者它们具有焊接在板的表面上的焊盘，消除了PCB中的孔的需要。

一些流行的SMD压敏电阻包括：AUML系列 - 多层瞬态电压浪涌抑制器，MLA汽车系列 - Littelfuse MLA汽车多层压敏电阻（MLV）系列，

一些smd样本如下图所示:

图像积分

结论：

“压敏电阻器”一词是变化电阻器和电阻这两个词的组合。虽然这个名字暗示了这个装置会像电位器或变阻器一样工作，但它的工作原理是完全不同的。这里电阻随电压而变化。

压敏电阻的主要应用是保护电路抵抗电压瞬态。

压敏电阻的半导体主体有助于其。与齐纳二极管一样，压敏电阻的VI特性曲线显示特定阈值电压后电流浪涌。该阈值电压称为额定电压或钳位电压。当施加在压阻器上的电压低于或等于钳位电压时，压敏电阻具有高电阻，因此据说是其绝缘状态。然而，随着该电压的增加超过钳位电压，由于半导体本体中的雪崩击穿的结果。在这种情况下，据说压敏电阻处于其导电状态。

有在市场即碳化硅和金属氧化物压敏电阻器可用两种主要类型的压敏电阻的。碳化硅逐渐被金属氧化物压敏电阻代替，因为前者有泄漏电流的相当高量。

压敏电阻器也可用于表面贴装装置，便于在PCB电路中制作。