压敏电阻的原理和作用

压敏电阻是一种理想的保护元件,因为它具有优异的电阻、低价格、小尺寸、宽工作电压范围、对过电压脉冲的快速响应、强冲击电流电阻、小泄漏电流(小于几微安到几十微安)和小电阻温度系数。目前广泛使用的氧化锌压敏电阻器的主要材料是二价元素(Zn)和六价元素氧(O)

1.电路符号


变阻器由电路中的字符符号“RV”或“R”表示,图1是其电路图形符号。变阻器不同于普通电阻器,因为它们是根据半导体材料的非线性特性制成的。

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2.工作原理


普通电阻服从欧姆定律,而压敏电阻的电压和电流具有特殊的非线性关系。当施加在变阻器两端的电压低于标称额定电压时,电阻值接近无穷大,内部几乎没有电流流动;当变阻器两端的电压略高于标称额定电压时,变阻器将击穿并快速导通,并从高电阻状态变为低电阻状态,工作电流也将急剧增加。因此,当两端电压低于标称额定电压时,变阻器可返回高电阻状态;当变阻器两端的电压超过其最大极限电压时,变阻器将完全击穿,无法自行恢复。


3.作用


变阻器的主要功能是保护电路中的瞬态电压。由于其工作原理如上所述,变阻器相当于一个开关。只有当电压高于阈值时,电阻值才会无限小,并且开关闭合,因此流过它的电流会激增,对其他电路的影响变化很小,从而减少过电压对后续敏感电路的影响。变阻器的这种保护功能可以重复使用,也可以制成类似于电流熔断器的一次性保护装置。


然而,由于它类似于半导体稳压器的伏安特性,因此它还具有多种电路组件功能。例如,变阻器是一种直流高压小电流稳定元件,稳定电压可以达到数千伏以上,这对于硅稳定管来说是不可能的;压敏电阻可用作电压波动检测元件、直流电平转换元件、荧光启动元件、均压元件等。


目前,压敏电阻的保护功能已得到广泛应用。例如,家用彩电的电源电路使用变阻器来完成过压保护功能。当电压超过阈值时,变阻器会反映其箝位特性,降低过大电压,并使后续电路在安全电压范围内工作。

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