你應(yīng)該知道的壓敏電阻的結(jié)構(gòu)功能和設(shè)計(jì)

壓敏電阻是一個(gè)電壓相關(guān)的電阻器。它主要用于處理不同形狀的電壓瞬變。與熱敏電阻不同，它的功能沒(méi)有實(shí)際的時(shí)間延遲。

功能和設(shè)計(jì)

正如熱敏貼片電阻一樣，壓敏電阻由壓縮和燒結(jié)的粉末化合物制成，該粉末化合物由碳化硅 (SiC) 或氧化鋅 (ZnO) 組成。ZnO 壓敏電阻器具有優(yōu)越的特性，并在當(dāng)今所有制造中占主導(dǎo)地位。本節(jié)僅涉及 ZnO 壓敏電阻。如果我們將氧化鋅與其他金屬氧化物添加劑一起燒結(jié)，就會(huì)形成多晶陶瓷。在氧化鋅晶粒的晶界處形成具有半導(dǎo)體特性的 PN 結(jié)——所謂的雙肖特基勢(shì)壘——具有整流特性。每個(gè)具有粘附邊界的 ZnO 晶粒充當(dāng)具有對(duì)稱 V/I 特性的微型壓敏電阻。晶?；衔锟梢钥醋魇谴?lián)和并聯(lián)連接的“微壓敏電阻”的集合體。因此，這種方式的負(fù)載和能量吸收能力將完*優(yōu)于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體元件。在那里，發(fā)電僅發(fā)生在薄的 PN 邊界，而在壓敏電阻中，它發(fā)生在整個(gè)體內(nèi)均勻分布的所有微壓敏電阻中。

其他制造商可能會(huì)稍微修改電壓值。串聯(lián)和并聯(lián)的微壓敏電阻的數(shù)量決定了壓敏電阻的電氣特性。如果將10個(gè)晶粒串聯(lián)起來(lái)，根據(jù)圖中的特性，我們得到一個(gè)厚度為10個(gè)晶粒，壓敏電壓為30 V的壓敏電阻。壓敏電阻的形狀和封裝與熱敏電阻大致相同。

在不同的設(shè)計(jì)中，圓盤占主導(dǎo)地位，具有徑向引線和各種封裝，或者具有用于通過(guò)堆疊單獨(dú)的壓敏電阻進(jìn)行串聯(lián)連接的整體金屬化表面。封裝，例如漆或類似物，需要高張力穩(wěn)定性和對(duì)洗滌劑的耐受性。在未覆蓋的類型中，還應(yīng)提及用于連接器的特定管狀設(shè)計(jì) 在制造過(guò)程中，目標(biāo)是具有規(guī)則結(jié)構(gòu)的顆粒化合物，尤其是在高壓/高能壓敏電阻器中。

不規(guī)則的結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙熱傳導(dǎo)，并可能導(dǎo)致電流分布不均勻并出現(xiàn)熱點(diǎn)和材料的局部降解。在低壓應(yīng)用中，均勻性至關(guān)重要。多電極結(jié)構(gòu)和小而均勻的晶粒相結(jié)合，創(chuàng)造了多層壓敏電阻 (MLV)，優(yōu)秀用作 SMD，用于低電壓應(yīng)用。

這些 MLV 的制造方式與多層陶瓷 (MLC) 類似。電極用厚膜油墨絲網(wǎng)印刷在氧化鋅層上，這些層堆疊成具有所需層數(shù)的一堆。然后將疊層燒結(jié)成一個(gè)整體，后提供燒制到主體端部的端子。銀或銀/鈀用作終端金屬（圖 R5-25）。由于導(dǎo)電氧化鋅的特殊工藝，鎳阻擋層的電鍍需要不同于傳統(tǒng)電鍍的特殊工藝。 多層 SMD 設(shè)計(jì)的 EIA 尺寸從 0603 到 2220。

一些定義

*大工作電壓

*大工作電壓 = 可連續(xù)施加在壓敏電阻兩端的*大電壓。

壓敏電壓

壓敏電阻電壓 = 1 mA 電流通過(guò)人體時(shí)壓敏電阻兩端的電壓。

*大鉗位電壓

*大鉗位電壓是指當(dāng)壓敏電阻承受具有指定波形的指定峰值脈沖電流時(shí)，壓敏電阻兩端的峰值電壓。常見(jiàn)的測(cè)試脈沖是 IEC 指定的具有指定電流強(qiáng)度的所謂 8/20 脈沖。

*大瞬態(tài)峰值電流

允許通過(guò)壓敏電阻的*大電流取決于脈沖形狀和脈沖寬度、重復(fù)頻率和循環(huán)次數(shù)。脈沖能力的起點(diǎn)由 8/20 形狀的*大峰值電流給出，該電流以*大 10% 的幅度改變壓敏電阻電壓。