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1、压敏电阻的定义及参数

压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。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。

压敏电阻用字母“MY”表示，如加J为家用，后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。

a、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10－9000V不等。可根据具体需要正确选用。一般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，它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V，则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5××220V=476V，V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V，因此压敏电阻的击穿电压可选在470－480V之间。

b、所谓通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃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± 10％时的最大脉冲电流值。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一些好。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。

2、压敏电阻与其它保护技术的比较

压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS管稍慢一些，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。压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量较大，但比气体放电管小。 详细内容，可参见TVS管、稳压二极管和压敏电阻的区别
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3、压敏电阻技术介绍
 
压敏电阻本体结构由以晶粒边界分隔的导电ZNO晶粒矩阵组成，该晶粒边界具有P-N结半导体特性。 这些边界负责阻挡低电压的传导，同时在较高电压下产生非线性导电性。


压敏电阻具有对称、突然的击穿特性曲线（见图1），使其可提供出色的瞬态抑制性能。 当受到高瞬态电压冲击时，压敏电阻阻抗将变化多个数量级，从近于开路变为高导电级别，进而将电压钳制在一个安全水平。 压敏电阻吸收瞬态脉冲的潜在破坏能量，保护脆弱的电路元件。

当设备主体中遍布的ZNO 晶粒间出现导电现象时，压敏电阻比相应的单P-N结产品（如齐纳二极管）具有更强大的性能。 压敏电阻中，能量在整个设备主体中被均衡吸收，因而其产生的热量可得到平均的分布。 压敏电阻能以多种进行烧结制造形状，如盘式、芯片式和管式等，电气性质则主要由压敏电阻机体的外形尺寸所决定。 能量额定值由体积所决定，额定电压由厚度或电流路径的长度所决定，电流能力由沿垂直于电流流动方向测定的面积所决定。

4、压敏电阻的应用原理

压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件，可以用来代替瞬态抑制二极管、齐纳二极管和电容器的组合。压敏电阻器可以对IC及其它设备的电路进行保护，防止因静电放电、浪涌及其它瞬态电流（如雷击等）而造成对它们的损坏。使用时只需将压敏电阻器并接于被保护的IC或设备电路上，当电压瞬间高于某一数值时，压敏电阻器阻值迅速下降，导通大电流，从而保护IC或电器设备；当电压低于压敏电阻器工作电压值时，压敏电阻器阻值极高，近乎开路，因而不会影响器件或电器设备的正常工作。

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5、压敏电阻的选用

选用压敏电阻器前，应先了解以下相关技术参数：

标称电压是指在规定的温度和直流电流下，压敏电阻器两端的电压值。
漏电流是指在25℃条件下，当施加最大连续直流电压时，压敏电阻器中流过的电流值。

等级电压是指压敏电阻中通过8／20等级电流脉冲时在其两端呈现的电压峰值。

通流量是表示施加规定的脉冲电流（8／20μs）波形时的峰值电流。

浪涌环境参数包括最大浪涌电流Ipm（或最大浪涌电压Vpm和浪涌源阻抗Zo）、浪涌脉冲宽度Tt、相邻两次浪涌的最小时间间隔Tm以及在压敏电阻器的预定工作寿命期内，浪涌脉冲的总次数N等。

6、对于电路浪涌和瞬变防护时压敏电阻的应用连接，大致可分为四种类型：

第一种：电源线之间或电源线和大地之间的连接

作为压敏电阻器，最具有代表性的使用场合是在电源线及长距离传输的信号线遇到雷击而使导线存在浪涌脉冲等情况下对电子产品起保护作用。一般在线间接入压敏电阻器可对线间的感应脉冲有效，而在线与地间接入压敏电阻则对传输线和大地间的感应脉冲有效。若进一步将线间连接与线地连接两种形式组合起来，则可对浪涌脉冲有更好的吸收作用。

第二种：负荷中的连接

它主要用于对感性负载突然开闭引起的感应脉冲进行吸收，以防止元件受到破坏。一般来说，只要并联在感性负载上就可以了，但根据电流种类和能量大小的不同，可以考虑与R－C串联吸收电路合用。

第三种：接点间的连接

这种连接主要是为了防止感应电荷开关接点被电弧烧坏的情况发生，一般与接点并联接入压敏电阻器即可。

第四种：主要用于半导体器件的保护连接

这种连接方式主要用于可控硅、大功率三极管等半导体器件，一般采用与保护器件并联的方式，以限制电压低于被保护器件的耐压等级，这对半导体器件是一种有效的保护。

7、压敏电阻进行ESD防护时需注意的问题

1）压敏电阻响应的时间应小于ESD电压上升的时间，因此必须选用片式压敏电阻进行ESD防护，片式压敏电阻响应时间小于0.5ns,而插件式压敏电阻由于引脚的影响，响应时间较慢。

2）压敏电阻最大直流（交流）工作电压应大于线路上的工作电压。

3）对于高速信号传输线上的ESD防护尽量选用电容量小的压敏电阻。

4）安全起见，压敏电阻瞬态内阻Rv<1/5R(R为被保护线路上的内阻）


8、过电压防护时应注意

1）压敏电阻最大直流（交流）工作电压大于被保护线路上的工作电压

2）压敏电阻的通流能力、能量耐受能力要大于线路上可能出现的电流、能量的峰值。

3）压敏电阻的限制电压必须低于被保护线路所能承受的最大的电压。

4）条件允许尽可能选用容量比较大的压敏电阻进行过电压防护，因为一般说来，容量大，通流能力、能量耐受能力越强。