压敏电阻的分类和特性

1、压敏电阻器的特性和分类压敏电阻器简称压敏电阻，是一种电压敏感元件，其特点是在该元件上的外 加电压增加到某一临界值（标称电压值）时，其阻值将急剧减小。它是利用半导体 材料具有非线性伏安特性原理制成的，因此属于非线性电阻器。一、压敏电阻器的种类压敏电阻器的品种很多，按材料不同可分为：碳化硅压敏电阻，硅锗压敏电 阻、金属氧化物压敏电阻、钛酸钡压敏电阻、硒化镉和硒压敏电阻等。目前使用 较多的是氧化锌（ZnO压敏电阻。氧化锌压敏电阻的特点：通流容量大、时间响 应快、电压范围宽、非线性系数大、伏安曲线对称、可靠性高等。图l（a是标称 电压为56V的氧化锌压敏电阻的外形，图1 （b是它的电路符号，图中的字母

2、U 也可用V代替。图2是MYJ型压敏电阻的伏安特性曲线。二、压敏电阻的型号组成压敏电阻的型号般由五部分组成，第一部分为主称，第二部分为用途，第三 部分为基片直径，第四部分为误差，第五部分为标称电压。各部分代表的具体意 义如表1所示。不同的国家及不同的厂家对压敏电阻的型号标法有所不同。如我国标法为 MYJl5K471,日本松下公司标法为ERZ15K471,日本东芝公司标法为 TNRl5G471 K。在型号所标识的各种参数中，最重要的是标称电压值。三、压敏电阻的测量压敏电阻的好坏，用普通万用表是测不出来的，因为般压敏电阻的标称电 压都比万用表的测试电压高，静态内阻很大，所以用普通万用表测压敏电阻的

3、阻 值，般都是无穷大。如果测出的阻值接近于0，说明压敏电阻已经短路，不能 再用了。所以，般检测压敏电阻，需要通过搭接测试电路来完成。现以测量标称电压为56V的压敏电阻为例，说明压敏电阻的测量方法。图3 是一种测试电路，图中E是一个O 60V（高于60V也可）的可调直流电压源。逐 渐加大电源输出电压，刚开始时电流表没有指示，当电压增加到某-数值时，电 流表的指示明显增大，此时直流电源所示的电压值就是压敏电阻的标称电压值， 同时说明该压敏电阻的性能是好的。如果没有060V的可调直流电压源，而只有O 30V的可调直流电压源， 可按图4所示电路连接。开始实验时，把三只470uF/50V的电解电容器串联

4、好, 然后分别给每个电容充上20V左右的电压，把开关从空挡拨到2挡，相当于给压 敏电阻加了一个40V的电压，如果该压敏电阻是好的，此时电流表应该没有指 示；当开关扳到3挡时，相当于给压敏电阻加了一个60V的电压，此时电流表应 该有明显指示（瞬间）。四、压敏电阻的应用压敏电阻可应用于各种交直流电路中作稳压、保护、调幅、变频、非线性补 偿、函数变换和自动控制等。五、几种常用压敏电阻将压敏电阻按用途分类，如表2表5所示。第盼(主称)第二袖分(用強)第二冊分踽匹都分(处许低券第百耶扮(标称电压)MYJI0K471)4嘛电用 P圈频用 W卷压爲 用 钿卿棵护用 乙消喘用用同拉伯 嶷卑直捲标 溟单位丘 r

5、wia0曲 x5%N：t30鬧三竝阿拉怕 锐学标识*前两悅 饗験示标称电珏僵咗表示葩耶閒毡数 后面加甘的个敌d茂示扳护里压対 47f)V允许偏埜 为#0嗨、基片良 径为呦的茶型号揉称电压M免许i舄(%)V护住电滿laxsousi国用电客(pF)B本型号用富MYJ07K50(VimAJ5&toV2.5A110125A,2L950ERZ-C07DK5G0輩用型用于鬆电岳 衣机、电冰埶、空酬野 芒种滦開电融的崖柞 过电压点站用關护. 常濡产拈ft垢已达對 胆無过国际先逋求平， 罡目献罢逐彩电元關 件国产北的理無元件aMYJO5 K?71(XQ.IrnA)270V2QA500OOA,265ERZ-C0

6、5QK27IMYJO5K471(VO-IfyiA) 470V20A7002O0A,2.ER2-C0SDK471袖YJ旳K621(VlmA62CV3OA1000130TNR15G621K*3餐定迥Ji麻稱【筍!邸(kV)!. N| (mAIn(wrkKrtJ1-J5| |Cl*45105-103斗0,5-70輻事曲秋礼鮭:薇竄MV畑2阴 aisw3*5C.55穿电子隅幅砂坤毗*4里号标称电压标称逞廷遍电浇庖Stt CVw/V 叶)通遭用迩MYL47V-47V4kV10壬皿10uA1kA0kAIWEfl祥舸觸勰电晾电强型!号标称电GL (VUV)葛电搞CWU电匝屈盧电珏比通流8MYY22-6302

7、2-680珏13切111oSO总酣电髀商融軽。 1.15压敏电阻的特性与应用压敏电阻与普通电阻不同，它是根据半导体材料的非线性特性而制成的。普 通电阻可以遵守欧姆定律，而压敏电阻的电压与电流则呈特殊的非线性关系。当 压敏电阻两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻的电阻值接近无穷大， 内部几乎无电流流过。当压敏电阻两端电压略高于标称额定电压时，将由高阻状 态变为低阻状态，而压敏电阻迅速击穿导通，并且工作电流也急剧增大。当其两 端电压低于标称额定电压时，压敏电阻又能恢复为高阻状态。当压敏电阻两端电 压超过其最大限制电压时，压敏电阻将完全击穿损坏，无法再自行恢复。压敏 电阻广泛地应用在家用电器及

8、其它电子产品中，起过电压保护、防雷、抑制浪涌 电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等作用。 压 敏电阻的主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。压敏电阻的 响应时间为ns级，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足 要求。 最大允许电压（最大限制电压）：最大允许电压分交流和直流两种情况， 如在交流回路中，则指在压敏电阻所允许施加的交流电压的有效值。在实际设计 般按下述原则选取：最大允许电压三（2.旷2.5的交流工作电压的有效值。这种 取值原则主要是为了保证压敏电阻在电源电路中应用时，有适当的安全裕度。在 直流回路中，按最大允许电压（1.6-2）的直

9、流额定工作电压选取。一般来说压 敏电阻的片径越大，它的能量耐量越大，耐冲击电流也越大，选用压敏电阻时还 应当考虑经常遇到能量较小、但出现频率次数较高的过电压，如几十秒、两分 钟出现次或多次的过电压，这时就应该考虑压敏电阻所能吸收的平均功率。压敏电阻器的主要参数压敏电阻器的主要参数有标称电压、电压比、最大控制电压、残压比、通流 容量、漏电流、电压温度系数、电流温度系数、电压非线性系数、绝缘电阻、静 态电容等。1标称电压 标称电压是指通过 1mA 直流电流时，压敏电阻器两端的电压值。2电压比 是指压敏电阻器的电流为 1mA 时产生的电压值与压敏电阻器的电流 为 0.1mA 时产生的电压值之比。3最

10、大限制电压 最大限制电压是指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值。4残压比 流过压敏电阻器的电流为某值时，在它两端所产生的电压称为这 电流值为残压。残压比则的残压与标称电压之比。5通流容量 通流容量也称通流量，是指在规定的条件（以规定的时间间隔和 次数，施加标准的冲击电流）下，允许通 过压敏电阻器上的最大脉冲（峰值）电流值。6漏电流 漏电流与称等待电流，是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电 压下，流过压敏电阻器的电流。电压温度系数电压温度系数是指在规定的温度范围(温度为2070C )内， 压敏电阻器标称电压的变化率，即在通过压敏电阻器的电流保持恒定时，温度改 变1C时压敏电阻两端的相对变化。电

11、流温度系数 电流温度系数是指在压敏电阻器的两端电压保持恒定时，温 度改变1C时，流过压敏电阻器电流的相对变化。电压非线性系数 是指压敏电阻器在给定的外加电压作用下，其静态电阻值 与动态电阻值之比。绝缘电阻绝缘电阻是指压敏电阻器的引出线(引脚)与电阻体绝缘表面之 间的电阻值。静态电容 静态电容是指压敏电阻器本身固有的电容容量。卜表为压敏电阻14D681的主要参数:型号最大连续工 作电压压敏电压最大限制 电压通流容量(8/20u s )取大能量 (J )额 定 功 率电 容 量AC(V)DC(V)V/O.lmAVp(V)lp(A：)1次 )(A)2次(A)10/1000us2ms(W)1KHZ(p

12、F)MYG-14D681K420560680(612-748辺120506500500()1901360.6)(290压敏电阻的寿命特性有两项，一是连续工作电压寿命，即压敏电阻在规定环 境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间(小时数)。二是冲击寿命， 即能可靠地承受规定的冲击的次数。 在实际应用中压敏电阻起火燃烧的原因， 大体上可分为老化失效和暂态过电压破坏两种类型。 老化失效，这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧，漏电流恶性增加 且集中流入薄弱点，薄弱点材料融化，形成lkQ左右的短路孔后，电源 继续推动一个较大的电流灌入短路点，形成高热而起火。这种事故通常 可以通过一个与压敏电阻串联的热熔

13、接点来避免。热熔接点应与电阻体 有良好的热耦合，当最大冲击电流流过时不会断开，但当温度超过电阻 体上限工作温度时即断开。研究结果表明，若压敏电阻存在着制造缺陷， 易发生早期失效， 强度不大的电冲击的多次作用，也会加速老化过程， 使老化失效提早出现。暂态过电压破坏，这是指较强的暂态过电压使电阻体穿孔，导致更大的电 流而高热起火。整个过程在较短时间内发生，以至电阻体上设置的热熔接 点来不及熔断。片式压敏电阻 片式电阻器亦称表面贴装电阻器，它与其它 片式元器件（SMC及SMD ）样，是适用于表面贴装技术（SMT ）的新一 代无引线或短引线微型电子元件。其引出端的焊接面在同一平面上。片式压敏电 阻器是

14、压敏电阻器的种. 它是用氧化锌非线性电阻元件作为核心而制成的电 冲击保护器件。氧化锌非线性电阻元件是以氧化锌（ zn0 ）为主体材料，添加 多种其他微量元素，用陶瓷工艺制成的化合物半导体元件。它的基本特性是电流 电压关系的非线性。当加在它两端的电压低于某个阀电压，即“压敏电压”时， 它的电阻值极大，为兆欧级；而当加在它两端的电压超过压敏电压后，电阻值随 电压的增高急速下降，可小到欧姆级、毫欧姆级。 压敏电阻器与普通电阻器不 同，普通电阻器遵守欧姆定律，而片式压敏电阻器的电压与电流则呈特殊的非线 性关系。当片式压敏电阻器两端所加电压低于标称额定电压值时，其电阻值接近 无穷大，内部几乎无电流流过。

15、当片式压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压 时，它将被迅速击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流也急剧增大。 当其两端电压低于标称额定电压时，片式压敏电阻器又能恢复为高阻状态。当压 敏电阻器两端电压超过其最大限制电压时，压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再 自行恢复。般而言,片式压敏电阻器的制作工艺流程如下:叠层,切割,排胶,烧结, 倒角,涂敷,端电极,电镀.片式压敏电阻器广泛地应用在家用电器及其它电子产品中，起过电压保护、 防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器 件等作用。片式压敏电阻器的主要参数有:标称电压、电压比、最大控制电压、残压比、 通流容量、漏电流

16、、电压温度系数、电流温度系数、电压非线性系数、绝缘电阻、 静态电容等。1.压敏电压：MYG05K 规定通过的电流为0.lmA,MYG07K、MYG10K、MYG14K、 MYG20K 标称电压是指通过 1mA 直流电流时，压敏电阻器两端的电压值。 所谓 压敏电压，即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值，大多数情况下用 1mA 直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值，其产品的压敏电压范围可以从 109000V 不等。可根据具体需要正确选用。般 V1mA=1.5Vp=2.2VAC ，式中， Vp为电路额定电压的峰值。VAC为额定交流电压的有效值。ZnO压敏电阻的电 压值选择是至关重要的，它关系

17、到保护效果与使用寿命。如台用电器的额定电 源电压为220V，则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5x 1.414x220V=476V,VlmA=2.2VAC=2.2x220V=484V，因此压敏电阻的击穿电压可选在470 480V之 间。2最大允许电压（最大限制电压）：此电压分交流和直流两种情况，如为交流， 则指的是该压敏电阻所允许加的交流电压的有效值，以ACrms表示，所以在该 交流电压有效值作用下应该选用具有该最大允许电压的压敏电阻，实际上VlmA 与ACrms间彼此是相互关联的，知道了前者也就知道了后者，不过ACrms对使 用者更直接，使用者可根据电路工作电压，可以直接按ACrms

18、来选取合适的压 敏电阻。在交流回路中，应当有：min（UlmA）三（2.2-2.5）Uac式中Uac为回路 中的交流工作电压的有效值。上述取值原则主要是为了保证压敏电阻在电源电路 中应用时，有适当的安全裕度。对直流而言在直流回路中，应当有：min（UlmA） 三（1.犷2）Udc,式中Ude为回路中的直流额定工作电压。在交流回路中，应当有： min（UlmA）三（2.旷2.5）Uac式中Uac为回路中的交流工作电压的有效值。上述 取值原则主要是为了保证压敏电阻在电源电路中应用时，有适当的安全裕度。在 信号回路中时，应当有：min（UlmA）三（1.旷1.5）Umax式中Umax为信号回路的 峰

19、值电压。压敏电阻的通流容量应根据防雷电路的设计指标来定。一般而言，压 敏电阻的通流容量要大于等于防雷电路设计的通流容量。3通流容量： 通流容量也称通流量，是指在规定的条件（以规定的时间间隔 和次数，施加标准的冲击电流）下，允许通过压敏电阻器上的最大脉冲（峰值） 电流值。一般过压是一个或一系列的脉冲波。实验压敏电阻所用的冲击波有两种， 种是为8/20m s波，即通常所说的波头为8“s波尾时间为20“s的脉冲波，另 外一种为2ms的方波.所谓通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25C情况下，对于规定的 冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过土 10%时的最 大脉冲电流值。

20、为了延长器件的使用寿命，ZnO压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值 应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发，要求所选用的通流 量大些好。在许多情况下，实际发生的通流量是很难精确计算的，则选用2 20KA 的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时，可将几只单个的压敏 电阻并联使用，并联后的压敏电不变，其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要 求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同，否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。4最大限制电压：最大限制电压是指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值， 它表示在规定的冲击电流Ip通过压敏电阻时次两端所产生的电压此电压又称为 残压，所以选用的压敏电阻的残压一定要小于

21、被保护物的耐压水平Vo,否则便达 不到可靠的保护目的，通常冲击电流Ip值较大，例如2.5A或者10A，因而压敏 电阻对应的最大限制电压Vc相当大，例如MYG7K471其Vc=775（Ip=10A时）。5最大能量（能量耐量）： 压敏电阻所吸收的能量通常按下式计算 W=kIVT（J）其中I流过压敏电阻的峰值V 在电流I流过压敏电阻时压敏电阻两端的电压T 电流持续时间k电流I的波形系数对：2ms 的方波 k=18/20“s 波 k=1.410/100 s k=1.4压敏电阻对2ms方波，吸收能量可达330J每平方厘米；对8/20“s波，电流密 度可达 2000A 每立方厘米，这表明他的通流能力及能量耐量都是很大的一般来说压敏电阻的片径越大，它的能量耐量越大，耐冲击电流也越大，选用 压敏电阻时还应当考虑经常遇到能量较小、但出现频率次数较高的过电压，如几