壓敏電阻的分類作用及貼片壓敏電阻的封裝型號
壓敏電阻的定義：
“壓敏電阻"是中國大陸的名詞，意思是在一定電流電壓范圍內(nèi)電阻值隨電壓而變，或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器。英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”, 或者叫做“Varistor"。壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體，所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個品種。現(xiàn)在大量使用的"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素（Zn）和六價元素氧（O）所構(gòu)成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體”。 在中國臺灣，壓敏電阻器稱為"突波吸收器",有時也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。
壓敏電阻器的應(yīng)用原理
壓敏電阻器是一種具有瞬態(tài)電壓抑制功能的元件，可以用來 代替瞬態(tài)抑制二極管、齊納二極管和電容器的組合。壓敏電阻器可以對IC及其它設(shè)備的電路進(jìn)行保護(hù)，防止因靜電放電、浪涌及其它瞬態(tài)電流（如雷擊等）而造成 對它們的損壞。使用時只需將壓敏電阻器并接于被保護(hù)的IC或設(shè)備電路上，當(dāng)電壓瞬間高于某一數(shù)值時，壓敏電阻器阻值迅速下降，導(dǎo)通大電流，從而保護(hù)IC或 電器設(shè)備；當(dāng)電壓低于壓敏電阻器工作電壓值時，壓敏電阻器阻值極高，近乎開路，因而不會影響器件或電器設(shè)備的正常工作。
保護(hù)用壓敏電阻的基本性能
（1）保護(hù)特性，當(dāng)沖擊源的沖擊強（或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規(guī)定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護(hù)對象所能承受的沖擊耐電壓（Urp）。
（2）耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流，沖擊能量，以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時的平均功率。
（3）壽命特性有兩項，一是連續(xù)工作電壓壽命，即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應(yīng)能可靠地工作規(guī)定的時間（小時數(shù)）。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù)。
（4）壓敏電阻介入系統(tǒng)后，除了起到"安全閥"的保護(hù)作用外，還會帶入一些附加影響，這就是所謂"二次效應(yīng)"，它不應(yīng)降低系統(tǒng)的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項，一是壓敏電阻本身的電容量（幾十到幾萬PF），二是在系統(tǒng)電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響。
壓敏電阻的分類及作用
根據(jù)使用目的的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類：①保護(hù)用壓敏電阻，②電路功能用壓敏電阻。
1保護(hù)用壓敏電阻
（1） 區(qū)分電源保護(hù)用，還是信號線，數(shù)據(jù)線保護(hù)用壓敏電阻器，它們要滿足不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
（2） 根據(jù)施加在壓敏電阻上的連續(xù)工作電壓的不同，可將跨電源線用壓敏電阻器可區(qū)分為交流用或直流用兩種類型，壓敏電阻在這兩種電壓應(yīng)力下的老化特性表現(xiàn)不同。
（3） 根據(jù)壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為浪涌抑制型，高
功率型和高能型這三種類型。
★浪涌抑制型：是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓的壓敏電阻器，這種瞬態(tài)過電壓的出現(xiàn)是隨機(jī)的，非周期的，電流電壓的峰值可能很大。絕大多數(shù)壓敏電阻器都屬于這一類。
★高功率型：是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器，例如并接在開關(guān)電源變換器上的壓敏電阻，這里沖擊電壓周期出現(xiàn)，且周期可知，能量值一般可以計算出來，電壓的峰值并不大，但因出現(xiàn)頻率高，其平均功率相當(dāng)大。
★高能型：指用于吸收發(fā)電機(jī)勵磁線圈，起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器，對這類應(yīng)用，主要技術(shù)指標(biāo)是能量吸收能力。
壓敏電阻器的保護(hù)功能，絕大多數(shù)應(yīng)用場合下，是可以多次反復(fù)作用的，但有時也將它做成電流保險絲那樣的"一次性"保護(hù)器件。例如并接在某些電流互感器負(fù)載上的帶短路接點壓敏電阻。
2電路功能用壓敏電阻
壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過電壓保護(hù)，但是它的類似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：
（1）直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，其穩(wěn)定電壓可高達(dá)數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法達(dá)到的。（2）電壓波動檢測元件。
（3）直流電瓶移位元件。
（4）均壓元件。
（5）熒光啟動元件
保護(hù)用壓敏電阻的基本性能
（1）保護(hù)特性，當(dāng)沖擊源的沖擊強（或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規(guī)定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護(hù)對象所能承受的沖擊耐電壓（Urp）。
（2）耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流，沖擊能量，以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時的平均功率。
（3）壽命特性有兩項，一是連續(xù)工作電壓壽命，即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應(yīng)能可靠地工作規(guī)定的時間（小時數(shù)）。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù)。
（4）壓敏電阻介入系統(tǒng)后，除了起到"安全閥"的保護(hù)作用外，還會帶入一些附加影響，這就是所謂"二次效應(yīng)"，它不應(yīng)降低系統(tǒng)的正常工作性能。這時要考慮 的因素主要有三項，一是壓敏電阻本身的電容量（幾十到幾萬PF），二是在系統(tǒng)電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影 響。
壓敏電阻的過熱保護(hù)及技術(shù)指標(biāo)
對信號傳輸線路，進(jìn)行ESD防護(hù)，須考慮：
（1）壓敏電阻最大工作電壓大于電路工作電壓；
（2）壓敏電阻電容量與信號傳輸速率相匹配，即壓敏電阻在信號傳 輸時，對信號沒有衰減；（3）壓敏電阻耐ESD能力與整機(jī)要求相符。
對電源線路，進(jìn)行感應(yīng)過電壓、操作過電壓防護(hù)，須考慮：
（1）壓敏電阻最大工作電壓大 于電路工作電壓；
（2）壓敏電阻的最大峰值電流、能量耐量須大于電路中可能出現(xiàn)的感應(yīng)過電壓、操作過電壓幅值。在電路結(jié)構(gòu)、空間位置、設(shè)計成本許可的條件 下，盡可能選用電容量大或尺寸大的產(chǎn)品。
實際上，任何一種片式氧化鋅壓敏電阻，均能進(jìn)行感應(yīng)過電壓、操作過電壓、ESD防護(hù)。
壓敏電阻過熱保護(hù)技術(shù)主要有以下幾種：
(1)熱熔保險絲技術(shù)。該技術(shù)是將用蠟保護(hù)的低熔點金屬通過一定的工藝裝在壓敏電阻上，在壓敏電阻漏電流過大，溫度升高到一定程度時，低熔點金屬熔斷，從而將壓敏電阻從電路中切除，可以有效地防止壓敏電阻起火燃燒。但熱熔保險絲存在可靠性問題，而且在加強熱循環(huán)的環(huán)境里約只有5年可靠壽命。在熱循環(huán)的環(huán)境中，熱熔保險絲需定期更換以維持正常運行。
(2)利用彈簧拉住低熔點焊錫技術(shù)。這種技術(shù)是目前絕大多數(shù)防雷器廠家的限壓型SPD采用的技術(shù)，在壓敏電阻的引腳處增加一個低熔點焊錫焊接點，然后用一根彈簧將這個焊接點拉住，在壓敏電阻漏電流過大，溫度升高到一定程度時，焊接點的焊錫熔斷，在彈簧的拉力作用下焊接點迅速分離，從而將壓敏電阻從電路中切除，同時聯(lián)動告警觸點，發(fā)出告警信號。因為低熔點金屬在受力點會流動和產(chǎn)生裂縫，處于彈簧拉力中的低熔點焊錫接點的焊錫同樣會流動和產(chǎn)生裂縫，因此這種裝置的最大問題是焊錫會老化，從而導(dǎo)致裝置會無故斷開。
(3)溫度保險絲技術(shù)。該技術(shù)將壓敏電阻和溫度保險絲串 聯(lián)封裝在一起，利用熱傳導(dǎo)將漏電流在壓敏電阻上產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)溫度保險絲上，在溫度升高至溫度保險絲的設(shè)定溫度時，溫度保險絲熔斷，將壓敏電阻從電路中切 除。溫度保險絲除了有同樣有壽命和可靠性的問題外，利用溫度保險絲對壓敏電阻進(jìn)行過熱保護(hù)還存在以下問題：熱傳導(dǎo)路徑長，響應(yīng)速度過慢，熱量是通過一定的 熱傳導(dǎo)介質(zhì)（填充材料）、溫度保險絲殼體，溫度保險絲的內(nèi)部填充材料，然后才傳到溫度保險的熔體上，因此決定了溫度保險絲的響應(yīng)速度教慢。
(4)隔離技術(shù)。該技術(shù)將壓敏電阻裝在一個密閉的盒體內(nèi)，與其它電路相隔離，防止壓敏電阻煙霧和火焰的蔓延。在各種后備保護(hù)都失靈的情況下，隔離技術(shù)也不失為一種簡單而行之有效的方法，但需要占用教大的設(shè)備空間，同時也要防止煙霧和火焰從盒體引線開孔的地方冒出來。
(5)灌封技術(shù)。為防止壓敏電阻在失效時會冒煙、起火和爆炸，一些廠商采用該技術(shù)將壓敏電阻灌封起 來，但由于壓敏電阻在失效時內(nèi)部會出現(xiàn)拉弧，導(dǎo)致密封材料失效，并產(chǎn)生碳，碳的產(chǎn)生又會使電弧得以維持，這樣往往會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部短路及熏黑，甚至導(dǎo)致整個 設(shè)備機(jī)房嚴(yán)重熏黑。實驗表明：壓敏電阻套熱縮套管后，由于壓敏電阻的散熱受到影響，其最大耗散功率降低，從而影響了壓敏電阻的工頻電壓耐受能力，從另一個角度來說，散熱受到影響也會加速壓敏電阻的老化，影響壓敏電阻的使用壽命。
壓敏電阻的選用
選用壓敏電阻器前，應(yīng)先了解以下相關(guān)技術(shù)參數(shù)：標(biāo)稱電壓是指在規(guī) 定的溫度和直流電流下，壓敏電阻器兩端的電壓值。漏電流是指在25℃條件下，當(dāng)施加最大連續(xù)直流電壓時，壓敏電阻器中流過的電流值。等級電壓是指壓敏電阻 中通過8／20等級電流脈沖時在其兩端呈現(xiàn)的電壓峰值。通流量是表示施加規(guī)定的脈沖電流（8／20μs）波形時的峰值電流。浪涌環(huán)境參數(shù)包括最大浪涌電流 Ipm（或最大浪涌電壓Vpm和浪涌源阻抗Zo）、浪涌脈沖寬度Tt、相鄰兩次浪涌的最小時間間隔Tm以及在壓敏電阻器的預(yù)定工作壽命期內(nèi)，浪涌脈沖的總 次數(shù)N等。
貼片壓敏電阻的封裝及尺寸大小
