压敏电阻,通常受到外部电压变化影响而调整其阻值,主要依据压电效应、热释电效应及势垒效应来适应环境变动。
首先,解析压敏电阻阻值的计算方法。阻值受材料特性如载流子浓度、晶体大小以及烧结温度等因素影响,同时环境温度、湿度及压力的变化亦会对其产生影响。
在技术参数方面,压敏电阻包括阻值、响应速率、耐压以及功率等指标。阻值通常以欧姆(Ω)计,响应速率则描述电阻器对外部力或电场变化后,输出电信号的速度。耐压反映了电阻器能够承受的最大电压,通常以伏特(V)表示;功率则以瓦特(W)作为计量单位。
关于测量压敏电阻的阻值,通常利用万用表进行。测试前应确保万用表设置在正确的量程。连接测试时,将电阻两端接至万用表的测试端子,随后读取数值。注意,过程中避免施加过大的电压或电流,以免造成电阻损坏或电路短路。
接触式及模块式压敏电阻因其较高的额定工作电压和强大的浪涌吸收能力,被广泛应用于各类工业和电力设备。引线型和贴片型压敏电阻则主要针对100A至25kA范围内的浪涌电流提供保护,而接触式和模块化设计则适用于处理超过25kA的电流。
在防护设备免遭静电放电或雷击造成的瞬态过电压方面,压敏电阻展现出优异的性能。以开关电源的浪涌保护为例:多数电子设备使用的小型、轻巧且高效的开关电源,在EMC滤波器前端装备有引线型压敏电阻,以拦截雷电浪涌及电源切换引发的浪涌。同样的保护策略也用于笔记本电脑适配器及配备防雷功能的电源插座或插头。
压敏电阻类型众多,其中氧化锌压敏电阻最为常见。这种由氧化锌晶体和氧化铋主导的P型半导体晶界层组成的电子陶瓷半导体元件,其晶粒与晶界层共同构成类似齐纳二极管的PN结。通过增加串联单元提高击穿电压,或通过增加并联单元来增大通流容量。氧化锌压敏电阻特有的伏安特性对称,能够吸收交流或直流的正、负极性浪涌电压。在一定电压范围内,其阻抗近乎开路,漏电流微小,因而功耗极低。该元件对过电压的响应迅速,常在50纳秒内完成,且能承受高达数十千安的电流,而不会引起续流或放电延迟现象。
在选用和应用压敏电阻时,应考虑适当的压敏电压和充足的通流容量,确保串联或并联的压敏电阻具备一致的特性和容量,以及在高频应用中选择低容值的压敏电阻并串接高频阻流圈。此外,使用压敏电阻时还应确保引线与接线尽可能短,并确保雷浪涌吸收时的可靠接地。
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