每個插入網絡的電子設備都需要保護，以免超過電流或電壓的閾值。各種保險絲和斷路器用於電流保護，但壓敏電阻最常用於過電壓保護。在本文中，我們將考慮壓敏電阻的工作原理，它的特點，這種電子元件的優點和缺點。
什麼是壓敏電阻以及在哪裡使用它
壓敏電阻 - 壓敏電阻是由半導體材料製成的可變電阻器，能夠根據施加在其上的電壓改變其電阻。
該電子元件的工作原理與普通電阻器或電位器不同。標準 電阻器 無論電路中的電壓如何，在任何時候都有一個恆定的電阻，電位器允許通過轉動控制旋鈕手動改變電阻。另一方面，壓敏電阻具有非線性對稱的電壓電流特性，其電阻完全取決於電路電壓。
由於這種特性，壓敏電阻被廣泛有效地用於保護電網、機械和設備以及無線電電子元件、電路板和芯片，無論電壓類型如何。它們的製造價格低，使用可靠並且能夠承受高負載。
壓敏電阻用於高達 20 kV 的高壓應用和 3 至 200 V 的低壓應用中作為電壓限制器。同時，它們可以在交流和直流網絡中運行。它們用於調節和穩定電流和電壓，以及過壓保護裝置。它們用於電源濾波器、電源、手機、 浪湧保護器 和其他設備。
種類及工作原理
在正常情況下，壓敏電阻具有巨大的電阻，當電壓超過閾值時，電阻會減小。即，如果電路中的電壓顯著上升，則壓敏電阻從絕緣狀態轉變為導電狀態，並且由於半導體中的雪崩效應，通過使大量電流通過自身來穩定電壓。
壓敏電阻可以在高電壓和低電壓下工作，因此分為兩組器件，它們具有相同的工作原理：
- 高壓：能夠在電流值高達 20 kV 的電路中工作（用於網絡和設備的保護系統，用於浪湧電壓保護裝置）。
- 低壓：該類元件的額定電壓範圍為3～200V（用於保護電流為0.1～1A的電子設備和設備元件，安裝在電源的輸入或輸出端）。
壓敏電阻的工作時間 電壓跳變 約為 25 ns，這是一個極好的值，但在某些情況下不足。因此，電子元件製造商開發了一種技術來製造響應時間為 0.5 ns 或更好的 smd 電阻器。
所有類型的壓敏電阻都是由碳化矽或氧化鋅通過將這種材料與粘合劑（樹脂、粘土、玻璃）在高溫下燒結而成的。得到半導體元件後，通過焊接金屬引線進行兩面金屬化連接。
標記、基本特性和參數
每個壓敏電阻製造商都以某種方式標記其產品，因此有相當多的名稱變體及其破譯。俄羅斯最常見的壓敏電阻是K275，國外流行的元件有7n471k、kl472m等。
破譯壓敏電阻 CNR-10d751k 的名稱如下： 中國北車 - 金屬氧化物壓敏電阻； d - 表示組件呈圓盤狀； 10 - 是圓盤的直徑； 751 - 是該設備的響應電壓（計算方法是將前兩位數字乘以 10 的第三位數字的冪，即 75 乘以 10 的 750 V 冪）； ķ - 額定電壓的允許偏差，在任一方向上為 10%（l - 15%，M - 20%，P - 25%）。
壓敏電阻的主要特點如下：
分級電壓 - 流過壓敏電阻的特定電流值下的電壓（該值通常為 1 mA）。該參數是相對的，不影響器件的選擇；
最大允許電壓 - 電壓範圍（有效值或有效值) 壓敏電阻開始降低其電阻的位置；
最大吸收能量 - 表示壓敏電阻耗散的能量量的特性，並且在受到單個脈衝時不會失效（以焦耳為單位);
最大衝擊電流 - 歸一化電流脈衝的上升時間和持續時間（以安培為單位);
電容 - 是在關閉狀態和給定頻率下測量的非常重要的參數（如果向壓敏電阻施加大電流，則降至零);
允許偏差 - 與標稱電位差在兩個方向上的偏差（以百分比形式給出).
跳閘時間 - 壓敏電阻從閉合狀態變為打開狀態的時間間隔（通常為幾十納秒).
壓敏電阻的優缺點
非線性電阻器（壓敏電阻）的重要優點是其在高頻和高負載下的穩定可靠的性能。它用於許多工作電壓為 3 V 至 20 kV 的設備中，它的生產相對簡單、成本低廉且運行有效。其他重要優點是：
- 高響應速度（納秒）；
- 使用壽命長；
- 跟踪電壓降的能力（無慣性方法）。
儘管這種電子元件有很多優點，但它也有一些缺點，影響了它在各種系統中的應用。它們可以包括：
- 運行時的低頻噪聲；
- 組件老化（隨著時間的推移參數丟失）；
- 高電容：取決於電壓和元件類型，在 70 到 3200 pF 的範圍內，並影響器件的性能；
- 在最大電壓下無功耗 - 在延長最大電壓下顯著過熱和故障。
壓敏電阻選擇
為了為特定設備選擇正確的壓敏電阻，有必要了解其電源的特性：電阻和瞬態脈衝功率。最大允許電流值取決於其暴露持續時間和重複次數等因素，因此如果安裝的壓敏電阻具有較低的峰值電流值，它將很快失效。簡而言之，為了有效保護器件，需要選擇電壓與標稱值有較小裕量的壓敏電阻。
對於這種電子元件的無故障運行也非常重要的是吸收的熱能的耗散率和快速恢復到正常運行狀態的能力。
壓敏電阻原理圖符號和連接變體
在 電路 壓敏電阻通常是 通常是指定的。作為普通電阻器，但在斜線旁邊添加了字母 U。該斜線在圖表中表示該元件具有對電路電壓的電阻依賴性。也在 接線圖 該組件標有兩個字母 R 和 U 以及一個序號（RU1、RU2 ... 等）。
壓敏電阻連接有許多變體，但所有方法的共同點是該組件與電源電路並聯。因此，在沒有危險電壓脈衝的情況下，流過壓敏電阻的電流很小（由於電阻值較大），不會影響系統的性能。當發生過電壓時，壓敏電阻將其阻值變小，負載被旁路，吸收的能量消散到周圍空間中。
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