压敏电阻器是一种电压非线性器件,它具有对称而陡峭的击穿特性:当很高的瞬时过电压加到电路上时,压敏电阻的阻抗从接近于开路的状态急剧变化到高导通状态,把瞬时过电压抑制到安全电压水平,从而保护电路中的脆弱元件。

图 1 压敏电阻
特点与用途:① 电压范围宽;② 对过电压响应快;③ 耐脉冲电流能力强;④ 限制电压低;⑤ 电压温度系数小。
压敏电阻一般并联在电路中使用:当电阻两端的电压发生急剧变化时,压敏电阻的阻值急剧下降,使过电流将电流保险丝熔断,起到保护作用。压敏电阻在电路中常用于电源过压保护和稳压。
一、压敏电阻的主要参数
压敏电阻最重要的几个参数包括压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。
压敏电压:是指外加电压高于某个电压后,压敏电阻器的电阻值迅速变小的一个拐点电压。但是这一电压测量不便,为了参数标准化的需要,国际电工委员会人为规定了两个测量压敏电压的直流参考电流(1 mA 和 0.1 mA),将在这一电流下测量所得电压人为规定为压敏电压。所以严格来讲,压敏电阻手册上所标的压敏电压已经不是压敏电阻的“压敏”电压。
通流容量:即最大峰值电流值(maximum peak current),即压敏电阻能够承受的波形为 8/20 μs(业界浪涌测试标准波形)的最大浪涌电流峰值。目前压敏电阻器的手册中通常给出两个能量容量的参数:一个是一次 8/20 μs 浪涌冲击指标,一个是两次 8/20 μs 浪涌冲击指标。
结电容:压敏电阻在导通前的电阻值非常大,可视为电介质,两个电极间存在着纳法级的电容,需要格外注意;也正是由于这个原因,压敏电阻器少用于高频电路和数字电路中。
二、压敏电阻参数的定义
1. 压敏电压 UN(U1mA)
通常以在压敏电阻上通过 1 mA 直流电流时的电压来表示其是否导通的标志电压,这个电压就称为压敏电压 UN,也常用符号 U1mA 表示。压敏电压的误差范围一般是 ±10%;在试验和实际使用中,通常把压敏电压从正常值下降 10% 作为压敏电阻失效的判据。
2. 最大持续工作电压 UC
指压敏电阻能长期承受的最大交流电压(有效值)Uac 或最大直流电压 Udc,一般 Uac ≈ 0.64U1mA、Udc ≈ 0.83U1mA。
3. 最大钳位电压(限制电压)VC
最大钳位电压值是指给压敏电阻施加规定的 8/20 μs 波冲击电流 IX(A)时,压敏电阻上呈现的电压。
4. 漏电流 Il
给压敏电阻施加最大直流电压 Udc 时流过的电流。测量漏电流时,通常给压敏电阻加上 Udc = 0.83U1mA 的电压(有时也用 0.75U1mA);一般要求静态漏电流 Il ≤ 20 μA(也有要求 ≤ 10 μA 的)。在实际使用中,更关心的不是静态漏电流值本身的大小,而是它的稳定性,即在冲击试验后或在高温条件下的变化率:在冲击试验后或在高温条件下其变化率不超过一倍,即认为是稳定的。
5. 冲击电流及重复冲击次数
指压敏电阻在规定波形冲击电流下允许的重复冲击次数,是选择压敏电阻、评估其耐受能力的重要依据。