压敏电阻器的基本应用原理是什么?
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“压敏电阻"是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,主要用于在电路承受过压时进行电压钳位,吸收多余的电流以保护敏感器件。英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor"。
压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素锌(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾,压敏电阻器称为"突波吸收器",有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。
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。压敏电阻的响应时间为ns级,比气体放电管快,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。压敏电阻器简称VDR,是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。
压敏电阻作为一种重要的电子元器件,具有灵敏、稳定、可靠等优点,被广泛应用于各种领域。下面,我们通过数据罗列和案例分析,来详细了解压敏电阻的工作原理和应用。
常用压敏电阻器
1首先,让我们来了解一下压敏电阻的工作原理。压敏电阻是一种阻值随外加电压变化而变化的电阻,其主要原理是利用压电效应、热释电效应、势垒效应等物理效应,使材料的电阻值随着外部环境的变化而发生变化。
压敏电阻的主要参数包括阻值、响应时间、耐压和功率。其中,阻值指电阻器的电阻值,通常用欧姆(Ω)为单位表示。响应时间是指压敏电阻器受到外部压力或电场后,输出电信号的时间。耐压是指电阻器能够承受的最大电压,常用伏特(V)为单位表示。功率是指电阻器能够承受的最大功率,通常用瓦特(W)为单位表示。
计算压敏电阻的电阻值需要考虑其材料的参数,如载流子浓度、晶粒度、烧结温度等。同时,压敏电阻的电阻值还会随着环境温度、湿度、压力等因素的变化而发生变化。
以压敏电阻的阻值为例,通常使用万用表来测试压敏电阻的电阻值。在测试前,需要先将万用表调整到正确的测试范围。然后,将待测的压敏电阻器两端连接到万用表的测试引脚上,通过万用表来读取电阻值。需要注意的是,在测试压敏电阻器时,需要避免施加过高的电压或电流,否则会导致压敏电阻器损坏或电路短路。
当计算压敏电阻器的电阻值时,可以使用以下公式:
R = ρ * L / A
其中,R为电阻值,单位为欧姆(Ω);ρ为电阻材料的电阻率,单位为欧姆米(Ω·m);L为电阻器的长度,单位为米(m);A为电阻器的横截面积,单位为平方米(m^2)。
需要注意的是,压敏电阻器的电阻值还会受到压力、温度等外界因素的影响,因此在实际应用中需要根据实际情况进行修正。
压敏电阻结构图
2.接下来,让我们来看一些实际的应用场景。压敏电阻在各种电子产品中都有广泛应用。例如,智能手机中的触摸屏、数字相机中的手动对焦、电动汽车中的电池管理系统等,都需要使用压敏电阻。
压敏电阻
3.此外,压敏电阻还被广泛应用于安防监控、自动化控制、医疗设备等领域。例如,在安防监控领域中,压敏电阻可以用于门禁系统、人员计数器等设备中;在自动化控制领域中,压敏电阻可以用于温度控制、湿度控制等设备中。
压敏电阻是利用半导体材料的非线性伏安特性原理制成的电阻器,是一种限压型器件。不过压敏电阻很多人还是不太了解,以为压敏电阻是通过压力来改变电阻值的。
其实压敏电阻不是通过压力改变电阻值,而是对电压灵敏,压敏电阻在一定的电压范围内,压敏电阻的阻值会随着电压的变化而变化,是一种对电压灵敏的电阻器。
压敏电阻在电路中起着重要作用,当过电压出现在压敏电阻的两极间时,可以利用压敏电阻的特性,将电压钳位到一个相对固定的电压值,以抑制电路中会出现的异常过电压,实现对后级电路的保护。
那么你知道压敏电阻的专用术语标称电压、压敏电压、残压比、绝缘电阻、通流容量、漏电流是什么意思吗?不知道的一起往下看吧。
标称电压(V):又称为额定电压,是指通过1m直流电流时压敏电阻器两端的电压值。
压敏电压:特定的电流(1mA DC)流经压敏电阻器时,在压敏电阻器两端所测得的电压值。
残压比:指通过压敏电阻的电流为某一值时,在压敏电阻两端所产生的电压称为这一电流值的残压。而残压比是残压与标称电压之比。
绝缘电阻:绝缘物在规定条件下的直流电阻,压敏电阻的绝缘电阻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。
通流容量(kA):也称通流量,在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峰值电流值。
漏电流(mA):是指压敏电阻器在规定的温度和峰值直流电压下,流过压敏电阻器的电流。
智旭电子压敏电阻
在使用压敏电阻时好好了解压敏电阻的专用术语,这样在使用压敏电阻时才知道使用成果怎样,哪里出问题立马就知道了。压敏电阻应用范围大,难免会有商家卖劣质的压敏电阻,因此在选购压敏电阻时要注意辨别。