压敏电阻器课件资料.ppt

压敏电阻器 陶瓷是由工艺而得名的，通常将经过制粉、成型、烧结等工艺制得的产品 陶瓷是一种质硬、性脆的无机烧结体 而近代技术陶瓷不论在成分、工艺、性能等方面，都有很大进步 电子陶瓷是指应用于电子技术中的各种陶瓷。包括电容陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷等。 半导体陶瓷，简称半导瓷，是使用陶瓷工艺制成的具有半导体特性的陶瓷材料。是电子陶瓷材料中非常重要的功能材料。 半导体陶瓷的导电性能乎金属与绝缘体之间，而且其电导率受外界条件如温度、光照、电场、气氛、湿度等影响可能发生显著的变化,从而制成各种用途的传感器件. 目前实用的半导体陶瓷可分为如下： a) 主要利用晶体本身性质的：高温热敏电阻、氧气传感器。 b) 主要利用晶界和晶粒间析出相性质的：压敏电阻 c) 主要利用表面性质的：各种气体传感器、温度传感器。 非线性电流－电压关系可根据表现行为和电流密度范围的不同大致分为三个区域: 低电流线性区,也称为预击穿区 此时体现的是压敏材料的晶界行为，曲线的斜率就是晶界的电阻率。交流电流强度比直流电流强度高将近两个数量级，这是由于在交流电环境应用时存在介电损耗的结果 非线性区:电流密度随电场强度变化非常明显，实际应用中能够抑制过高的电压和吸收多余的能量. 这时热激活电流的导电机制已经不起作用，起决定 作用的是隧道电流导电机制 电压稍有增加，电流急剧增加，因此，压敏电阻作为保护器件时具有高效率、高可靠性，从而具有极为广泛的应用范围。 曲线越平坦，则材料的非线性性能越好。 高电流翻转区:，电流——电压关系又表现出小电阻的线性特征 主要决定于晶粒特性，曲线的斜率就是晶粒的电阻率。 压敏电阻主要性能参数 非线性系数α：表示压敏电阻器在电压发生微小变化时所引起的电流相对量与电压相对量之间的比值。 压敏电压：指在正常环境条件下，压敏电阻器流过规定的直流电流时的端电压，一般指通过1mA 电流时测得的 漏电流：在没有瞬时过电压冲击时，它也要承受正常的线路工作电压，这时流过压敏电阻的电流，对系统来说是无功功耗。因此希望这时的压敏电阻流过的电流越小越好，称这种电流为漏电流。 电压温度系数：在规定的温度范围内，温度每变化1℃时，零功率条件下测得的压敏电压的相对变化率 压敏电阻器应用 过压保护 在整流设备中的应用： 在整流设备中拉、合闸时可以产生相当高的过电压。 在整流设备中接入压敏电阻后，可抑制过电压，且体积小、响应快、功耗小，其保护效果很好 高压马达的保护： 高压马达往往采用真空开关，由于真空开关的开启速度很快，因此引起的过电压很高，对马达的绝缘威胁很大。 晶体管的过压保护： 在晶体管电路中，若晶体管与电感性电路相接，那么在关、开机时感性电路产生的过电压可能会烧杯晶体管(或缩短其寿命) 触点保护： 继电器在开断的瞬间，由于感生过电压很高，触点间空气电离，产生跳火现象，使继电器寿命缩短。 升温期 从室温升至最高烧结温度的这段时间 如混料中有气体析出时，升温速度要慢。如吸附水的挥发，有机粘合剂的燃烧，这都将在低温区完成，故在400－500℃之前，升温速度不易过快 混料成分中存在多晶转变时，应密切注意。如系放热反应，则应减缓供热，以免出现热突变，加剧体效应而引起开裂；如系吸热反应，则可适当加强供热，但温度不一定上升，待转变完后则应减缓供热，勿使升温过快 有液相出现时升温要谨慎。由于液相具有润湿性，可加强粉粒之间的接触，有利于热的传递和减缓温度梯度，且由于液相的无定形性，可以缓冲相变时的定向膨胀，有利于提高升温速度。 降温方式 根据冷却速度快慢的要求，可以采用下列几种降温方式： 保温缓冷： 根据窖炉结构，热容量的大小，可采用少量供热缓冷，使炉温按30－90℃/小时或其它更合理的缓速下降 随炉冷却：即当保温期结束后、便可切断热源，让其自然冷却。这种操作简便、劳动强度小，是一般没有特殊要求的产品，特别是小型窖炉中最常采用的方法 淬火急冷：采用这种降温方式是由于产品的结构或性能方面的要求。因为淬火急冷，能将高温时的相结构尽量地保存下来，例如：防止在慢速降温时可能出现的化合物分解等。这种冷却方式，一般都只适用于小产品。 * * 压敏电阻器:压敏电阻材料是一种压敏半导体材料，由该材料制成的陶瓷器件,电阻值随加在其上的电压而灵敏变化 压敏电阻典型的电流－电压特性曲线如图所示 表观介电常数eff 对某些压敏电阻而言，因为希望它起到高频滤波的作用，所以C 值越大越好。eff越大越好。 通流容量：满足U1mA 下降要求的压敏电阻所能承受的最大冲击电流叫做压敏电阻器的流通容量。 压敏电阻器经连续交、直流和高浪涌电流的冲击后，I-V 特性会发生蜕变现象。产品蜕变后，漏电流会增加、U1mA 会下降，在许多情况下的应用是不允许的，因此必须对经高浪涌电流冲击后的U1mA 的下降有所限制 电