每个插入网络的电子设备都需要保护，以免超过电流或电压的阈值。各种保险丝和断路器用于电流保护，但压敏电阻最常用于过电压保护。在本文中，我们将考虑压敏电阻的工作原理，它的特点，这种电子元件的优点和缺点。
什么是压敏电阻以及在哪里使用它
压敏电阻 - 压敏电阻是由半导体材料制成的可变电阻器，能够根据施加在其上的电压改变其电阻。
该电子元件的工作原理与普通电阻器或电位器不同。标准 电阻器 无论电路中的电压如何，在任何时候都有一个恒定的电阻，电位器允许通过转动控制旋钮手动改变电阻。另一方面，压敏电阻具有非线性对称的电压电流特性，其电阻完全取决于电路电压。
由于这种特性，压敏电阻被广泛有效地用于保护电网、机械和设备以及无线电电子元件、电路板和芯片，无论电压类型如何。它们的制造价格低，使用可靠并且能够承受高负载。
压敏电阻用于高达 20 kV 的高压应用和 3 至 200 V 的低压应用中作为电压限制器。同时，它们可以在交流和直流网络中运行。它们用于调节和稳定电流和电压，以及过压保护装置。它们用于电源滤波器、电源、手机、 浪涌保护器 和其他设备。
种类及工作原理
在正常情况下，压敏电阻具有巨大的电阻，当电压超过阈值时，电阻会减小。也就是说，如果电路中的电压显着上升，则压敏电阻从绝缘状态转变为导电状态，并且由于半导体中的雪崩效应，通过使大量电流通过自身来稳定电压。
压敏电阻可以在高电压和低电压下工作，因此分为两组器件，它们具有相同的工作原理：
- 高压：能够在电流值高达 20 kV 的电路中工作（用于网络和设备的保护系统，用于浪涌电压保护装置）。
- 低压：该类元器件的额定电压范围为3～200V（用于保护电流为0.1～1A的电子设备和设备部件，安装在电源的输入或输出端）。
压敏电阻的工作时间 电压跳变 约为 25 ns，这是一个极好的值，但在某些情况下不足。因此，电子元件制造商开发了一种技术来制造响应时间为 0.5 ns 或更好的 smd 电阻器。
所有类型的压敏电阻都是由碳化硅或氧化锌通过将这种材料与粘合剂（树脂、粘土、玻璃）在高温下烧结而成的。得到半导体元件后，通过焊接金属引线进行两面金属化连接。
标记、基本特性和参数
每个压敏电阻制造商都以某种方式标记其产品，因此有相当多的名称变体及其破译。俄罗斯最常见的压敏电阻是K275，国外流行的元件有7n471k、kl472m等。
破译压敏电阻 CNR-10d751k 的名称如下： 中国北车 - 金属氧化物压敏电阻； d - 表示组件呈圆盘状； 10 - 是圆盘的直径； 751 - 是该设备的响应电压（计算方法是将前两位数字乘以 10 的第三位数字的幂，即 75 乘以 10 的 750 V 幂）； ķ - 额定电压的允许偏差，在任一方向上为 10%（l - 15%，M - 20%，P - 25%）。
压敏电阻的主要特点如下：
分级电压 - 流过压敏电阻的特定电流值下的电压（该值通常为 1 mA）。该参数是相对的，不影响器件的选择；
最大允许电压 - 电压范围（有效值或有效值) 压敏电阻开始降低其电阻的位置；
最大吸收能量 - 表示压敏电阻耗散的能量量的特性，并且在受到单个脉冲时不会失效（以焦耳为单位);
最大冲击电流 - 归一化电流脉冲的上升时间和持续时间（以安培为单位);
电容 - 是在关闭状态和给定频率下测量的非常重要的参数（如果向压敏电阻施加大电流，则降至零);
允许偏差 - 与标称电位差在两个方向上的偏差（以百分比形式给出).
跳闸时间 - 压敏电阻从闭合状态变为打开状态的时间间隔（通常为几十纳秒).
压敏电阻的优缺点
非线性电阻器（压敏电阻）的重要优点是其在高频和高负载下的稳定可靠的性能。它用于电压从3 V到20 kV的许多设备中，它在生产上相对简单且便宜，并且运行有效。其他重要优点是：
- 高响应速度（纳秒）；
- 使用寿命长；
- 跟踪电压降的能力（无惯性方法）。
尽管这种电子元件有很多优点，但它也有一些缺点，影响了它在各种系统中的应用。它们可以包括：
- 运行时的低频噪声；
- 组件老化（随着时间的推移参数丢失）；
- 高电容：取决于电压和元件类型，在 70 到 3200 pF 的范围内，并影响器件的性能；
- 在最大电压下无功耗 - 在延长最大电压下显着过热和故障。
压敏电阻选择
为了为特定设备选择正确的压敏电阻，有必要了解其电源的特性：电阻和瞬态脉冲功率。最大允许电流值取决于其暴露的持续时间和重复次数等因素，因此如果安装的压敏电阻具有较低的峰值电流值，它将很快失效。简而言之，为了有效保护器件，需要选择电压与标称值有较小裕量的压敏电阻。
对于这种电子元件的无故障运行也非常重要的是吸收的热能的耗散率和快速恢复到正常运行状态的能力。
压敏电阻原理图符号和连接变体
在 电路 压敏电阻通常是 通常是指定的。作为普通电阻器，但在斜线旁边添加了字母 U。该斜线在图表中表示该元件具有对电路电压的电阻依赖性。也在 接线图 该组件标有两个字母 R 和 U 以及一个序号（RU1、RU2 ... 等）。
压敏电阻连接有许多变体，但所有方法的共同点是该组件与电源电路并联。因此，在没有危险电压脉冲的情况下，流过压敏电阻的电流很小（由于电阻值较大），不会影响系统的性能。当发生过电压时，压敏电阻将其阻值变小，负载被旁路，吸收的能量消散到周围空间中。
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