Реферат на тему варисторы

Обновлено: 02.07.2024

Классификация и условное обозначение полупроводниковых резисторов

Первые две группы полупроводниковых резисторов в соответствии с этой классификацией - линейные резисторы и варисторы - имеют электрические характеристики, слабо зависящие от внешних факторов: температуры окружающей среды, вибрации, влажности, освещенности и др. Для остальных групп полупроводниковых резисторов, наоборот, характерна сильная зависимость их электрических характеристик от внешних факторов. Так, характеристики терморезисторов существенно зависят от температуры, характеристики тензорезисторов - от механических напряжений.

Рассмотрим подробнее разновидности полупроводниковых резисторов.

Варисторы

Варистор - это полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения и, обладающий нелинейной симметричной вольт - амперной характеристикой (ВАХ).

Варисторы изготавливают методом керамической технологии, т.е. путем высокотемпературного обжига заготовки из порошкообразного карбида кремния SiC со связующим веществом, в качестве которого используют глину.

Внешне варисторы оформляются в виде стержней или дисков.

Нелинейность вольт - амперной характеристики варисторов обусловлена явлениями на точечных контактах между кристаллами карбида кремния: увеличение в сильных электрических полях проводимости поверхностных потенциальных барьеров (при малых напряжениях) и увеличение проводимости точечных контактов между кристаллами из-за разогрева в связи с выделяющейся на контактах мощностью (при больших напряжениях на варисторе).

Поскольку толщина поверхностных потенциальных барьеров на кристаллах карбида кремния мала, там могут возникать сильные электрические поля даже при малых напряжениях на варисторе, что приводит к туннелированию носителей заряда сквозь потенциальные барьеры. Таким образом, при малых напряжениях на варисторе нелинейность ВАХ связана с зависимостью проводимости поверхностных потенциальных барьеров от величины напряжения.

При больших напряжениях на варисторе и соответственно, при больших токах, проходящих через варистор, плотность тока в точечных контактах оказывается очень большой. Все напряжение, приложенное к варистору, падает на точечных контактах. Поэтому уд. мощность (мощность в единице объема), выделяющаяся в точечных контактах приводит к уменьшению общего сопротивления варистора и нелинейности ВАХ.

Основные параметры варисторов:

коэффициент нелинейности, определяемый как отношение сопротивления постоянному току (статического) R к сопротивлению переменному току (дифференциальному) r:

, (2.1)

где U и I- напряжение и ток варистора.

Для различных типов варисторов l = 2…6;

максимальное допустимое напряжение U_max _доп (от десятков вольт до нескольких киловольт);

номинальная мощность рассеяния Р_ном (1…3Вт);

температурный коэффициент сопротивления ТКС (в среднем 5×10 -3 К - );

предельная максимальная рабочая температура (60°…70°С).

Величина ТКС характеризует относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°К.

Рисунок 2.1 - Вольт - амперная характеристика варистора

Область применения варисторов: варисторы можно использовать на постоянном и переменном токе с частотой до нескольких килогерц. Они используются для защиты от перенапряжений, в стабилизаторах и ограничителях напряжения, в различных схемах автоматики.

Терморезисторы

Терморезисторы - это полупроводниковые резисторы, в которых используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.

Различают два типа терморезисторов: термистор, сопротивление которого с ростом температуры падает (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ТКС), и позистор, у которого сопротивление с повышением температуры возрастает (с положительным ТКС).

В термисторах (прямого подогрева) сопротивление изменяется или под влиянием тепла, выделяющегося в них при прохождении электрического тока, или в результате изменения температуры термистора при изменении теплового облучения термистора (например, при изменении температуры окружающей среды).

Уменьшение сопротивления полупроводника с увеличением температуры может быть обусловлено следующими причинами - увеличением концентрации носителей заряда и увеличением их подвижности.

Основная часть термисторов, выпускаемых промышленностью, изготовлена из поликристаллических окисных полупроводников - из окислов металлов.

Конструктивно термисторы оформляют в виде: цилиндров, стержней, дисков, пластин или бусинок и получают методами керамической технологии, т.е. путем обжига заготовок при высокой температуре.

Материалом для изготовления позисторов служит титан - бариевая керамика с примесью редкоземельных элементов. Такой материал обладает аномальной температурной зависимостью: в узком диапазоне температур (диапазоне температур выше точки Кюри) его удельное сопротивление увеличивается на несколько порядков с увеличением температуры.

Конструктивно позисторы оформляют аналогично термисторам.

Основные параметры термисторов:

номинальное сопротивление - это его сопротивление при определенной температуре (обычно 20 0 С) (от нескольких Ом до нескольких кОм с допустимым отклонением от номинального сопротивления ±5, ±10 и ±20%);

температурный коэффициент сопротивления терморезистора показывает относительное изменение сопротивления терморезистора при изменении температуры на один градус:

(2.2)

Температурный коэффициент сопротивления зависит от температуры, поэтому его записывают с индексом, указывающим температуру, при которой имеет место данное значение.

Значения ТКС при комнатной температуре различных термисторов находятся в пределах (0,8…6,0) 10 -2 К -1 ;

максимально допустимая температура - это температура, при которой еще не происходит необратимых изменений параметров и характеристик терморезистора;

допустимая мощность рассеяния - это мощность, при которой терморезистор, находящийся в спокойном воздухе при температуре 20 0 С, разогревается при прохождении тока до максимально допустимой температуры;

постоянная времени терморезистора - это время, в течение которого температура терморезистора уменьшается в е раз по отношению к разности температур терморезистора и окружающей среды (например, при переносе терморезистора из воздушной среды с t= 120 0 C в воздушную среду с t= 20 0 C).

Тепловая инерционность терморезистора, характеризуемая его постоянной времени, определяется конструкцией и размерами и зависит от теплопроводности среды, в которой находится терморезистор.

Для разных типов термисторов постоянная времени лежит в пределах от 0,5 до 140с.

Температурная характеристика терморезистора - это зависимость его сопротивления от температуры.

Рисунок 2.2 - Температурные характеристики терморезисторов: 1 - термистор; 2 – позистор

Терморезисторы (термисторы и позисторы) применяют для температурной стабилизации режима транзисторных усилителей, а также в различных устройствах измерения, контроля и автоматики (измерения контроля и автоматического регулирования температуры, температурной и пожарной сигнализации и др.).

Тензорезисторы

Тензорезистор - это полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления от механической деформации.

Назначение - измерение давлений и деформаций.

Принцип действия полупроводникового тензоризистора основан на тензорезистивном эффекте - на изменении электрического сопротивления полупроводника под действием механических деформаций.

Для изготовления тензорезисторов чаще всего используют кремний с электропроводностью n - и p-типов. Заготовки такого кремния режут на мелкие пластинки, шлифуют, наносят контакты и присоединяют выводы.

Основные параметры тензорезисторов:

номинальное сопротивление тензорезистора - это сопротивление без деформации при t= 20 0 C (обычно оно имеет величину от нескольких десятков до нескольких тысяч Ом);

коэффициент тензочувствительности - отношение относительного изменения сопротивления к относительному изменению длины тензорезистора:

. (2.3)

Для различных тензорезисторов К лежит в пределах от −100 до +200;

предельная деформация тензорезистора.

Деформационная характеристика - это зависимость относительного изменения сопротивления тензорезистора от относительной деформации.

Рисунок 2.3 - Деформационные характеристики тензорезисторов из кремния с электропроводностью р - и n– типов

распределение электрической энергии между це пями и элементами схем.

На практике, кроме линейных резисторов, иногда встречаются

термозависимые (терморезисторы) и нелинейные (варисторы) резисторы.

Нелинейные свойства подобных ре зисторов позволяют применять и х в

стабилизаторах и ограничителях напряжения, для формирования импульсов, для

измерения температуры. В связи с тем, что многим современным электрическим

приборам требуется параметрическая термостабилизация, защита от импульсных

воздействий напряжения, наиболее удобными (из–за размеров, количества

Терморезистор – резистор, в котором используется зависимость

Терморезисторы выполняют или из металла, сопротивле ние которого

линейно меняется п ри изменении температуры (медь, платина), или на основ е

полупроводников. Наиболее подходящим и распространенным материалом для

изготовления терморезисторов являются полупроводники, обладающие более

Различают два типа терморезисторов: термистор, сопрот ивление которого

падает с ростом температуры, и позистор, у которого сопротивление с повышением

В термисторах прямого подогрева сопротивлен ие изменяется или под

влиянием теплоты, выделяющейся в них при прохождении электрического тока,

или в результате изменения температуры термистора вследствие изменения его

теплового облучения (например, при измене нии температуры окружающей среды).

Термисторы же косвенного подогрева имеют дополнительный источник

теплоты - подогреватель. Конс труктивное исполнение может быть р азличным.

Часто подогреватель делают в вид е обмотки на изоляционной трубке , внутри

которой расположен термистор. В других случаях сам термистор сделан в виде

трубки, внутри которой проходит нить подогрева. Нужно отме тить, что общим для

термисторов косвенного подогрева всех возможных конструкций является то, что у

них есть две электрически изол ированные друг от друга цепи: управляющая и

Нужно отметить, что термисторы изготовляются как из монокристаллов

ковалентных полупроводников, так и методом керамического обжига заготовок

Позистор – это терморезистор с положительным температурным

коэффициентом сопротивления. В ма ссовом произ водстве позисторы делают на

У те рмисторов уменьшение сопротивления полупроводника с увеличением

температуры (отрицательный температурный коэффициент со противления) может

быть вызвано различными пр ичинами – увеличением концентраци и носителей

заряда, увеличением интенсив ности обме на электронами между ионами с

переменной валентностью или фазовыми превращениями полупроводникового

В диапазонах температур, где полу проводники обладают отрицательным

коэффициентом сопротивления, зависимость сопротивления от температуры

где B – коэффи циент т емпературной чувствительности (опр еделяет

размеров терм истора. Д ля позис торов действует т а же формула . Различают

терморезисторы низкотемпературные (рассчитанные на работу при температурах

ниже 170 К), среднетемпературные (170—510 К) и высокотемпературные (выше

570 К ). Кроме того, существуют терморезисторы, предназначенные для ра боты при

4.2 К и ниже и п ри 900—1300 К. Наиболее, широко и спользуются

среднетемпературные терморезисторы с ТКС от — 2,4 до —8,4 V% К

Основная часть терморезисторов, выпускаемых промышленностью,

изготовлена из оксидных полупроводников – оксидов металлов переходной группы

таблицы Д.И. Менделеева (от титана до цинка). Терморезистор изготовляют в виде

стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок.

Принцип действия терморезисторов, в зависимости от на значения,

Температурная характеристика те рмистора – совпадает с температурной

зависимостью сопротивления полупроводника, из которого изготовлен

терморезистор. Пример температурной х арактеристики приведен на рис.3.

Номинальное сопротивление термистора – это его сопротивление при

допустимым отклонением от номинального сопротивления

Номинальное сопротивление различных типов термисторов имеют значения от

Коэффициент температурной чувствительности – коэффициент в

показателе экспоненты температурной характеристики термистора (1.1).Значение

для данного термистора, зависящее от свойств материала, практически постоянно в

рабочем диапазоне температур и лежит в пределах от 700 до 15000 К . Он может

быть найден экспериментально, путем измерения сопротивлений термистора при

определяемая отношением отн осительного изменения сопротивления к изменению

Коэффициент рассеяния термистора H численно ра вен мощности, которую

надо выделить в термисторе, чтобы нагреть его на 1 К.

Статическая вольт – амперная характеристика – это зависи мость падения

напряжения на термисторе от проходящего через него тока в условиях теплового

равновесия между термистором и окружающей средой (рис. 4).

Рис.4. Статические вольт – амперные характер истики термисторов прямого

подогрева (сплошные линии) и гиперболы равной мощност и

Она имеет ярко выраженный нелинейный характер, т.к. при протекании тока

выделяется определенная мощность, что изменяет температуру термистора и,

следовательно, его сопротивление. Для к аждой точки статической вольт –

амперной ха рактеристики мож но записать уравнение энергетического баланса:

распространение теплоты от рабочего тела в окружающую сре ду за счет

и окружающей среды. Если учесть уравнение (1.1), то из уравнения

энергетического баланса можно получить уравнения ВАХ в параметрическом виде:

Вид статической ВАХ термистора определяется коэффициентом рассеяния

H, коэффициентом температурной чувствительности B, номинальным

сопротивлением термистора и температурой окружающей с реды. При уменьшении

коэффициента рассеяния H (например, при уменьшении давления, окружающего

термистор) происходит более интенсивный разогрев те рмистора и, следовательно,

те же темпер атуры достигаются при ме ньших мощностях тока, т.е. статическая

ВАХ смещается вниз. При увеличении температуры окружающей среды

уменьшается сопротивление термистора, снижается максимум статической В АХ и

уменьшается ее крутизна. Такую зависимость и спользуют в системах

автоматического контроля и регулирования температуры. Увеличение

коэффициента температурной чувствительности B приводит к смещению

максимума статической ВАХ в сторону меньших мощностей, а крутизна

Максимально допустимая температура термистора – температура, при

которой еще не происходит необратимых изменений па раметров и характеристик

термистора. Она определяется конструктивными особенностями и свойствами

Максимально допустимая мощность рассеяния – это мощность, при которой

прохождении тока до максимально допустимой температуры.

Коэффициент энергетич еской чувствительности G численно равен

мощности, которую необходимо подвести к термистору для уменьшения его

сопротивления на 1%.. Он связан с температурным коэффициентом сопротивления

и коэффициентом ра ссеяния термистора соотноше нием

температура термистора уменьшится на 63% (в e раз) по отношению к разности

термистора и окружающей среды. Тепловая инерционность, характеризуемая

постоянной времени, определяется конс трукцией и размерами термистора и

зависит от теплопроводности с реды, в которой находится термистор.

При ознакомлении с термисторами косвенного подогрева, кроме

номинального сопротивления и температурной чувствительности, существуют и

Статические вольт – амперные характеристики термисторов косвенного

подогрева приводят для различных токов через подогреватель (рис.5).

Подогревная характеристика – зависимость сопротивления те рмистора от

мощности, выделяемой в спирали подогревной обмотки (рис.6) .

Рис.6. Подогревная характеристика термистора косвенного подогрева

Для получения наибольшей чувствительности термистора косвенного

подогрева (наибольшего изменения сопротивления) его следует использов ать в

режимах, при которых мощностью, выделяемой н а с амом термочувствительном

элементе проходящим через него током, можно было бы пренебречь.

для разогрева термочувствительного элемента до некоторой температуры при

Постоянные времени . Тепловая инерционность термисторов косвенного

подогрева характеризуется двумя постоянными времен и. За первую постоянную

времени принимают время, в те чение которого температура термочувствительного

элемента изменяется в е раз п о отношению к установившемуся значению при

мгновенном изменении мощности в цепи подогревателя (тепловая инерционность

всей конструкции термистора косвенного подогрева). Вторая постоянная времени

характеризует задержку в изменении те мпературы термочувствительного элемента

по отношению к изменению те мпературы подогревателя (тепловая инерционность

По а налогии с термисторами, можно оценивать свойства позисторов теми же

Температурная характеристика . Зависимость сопротивления позисторов от

температуры показана на рис.7. При относительно алых и больших температурах у

Первоначально в СССР и за рубежом варисторы изготавливались исключительно на основе карбида кремния. Попытки использовать для производства варисторов другие полупроводниковые материалы привели к созданию в последние годы варисторов на основе окисных полупроводниковых материалов. Варисторы изготавливают методами керамической технологии. Порошок карбида кремния или оксидов металлов смешивают со связующими веществами (глиной, ультрафарфором, легкоплавкими стеклами) прессуют и спекают. Наряду с получаемыми таким образом варисторами с объемным проводящим элементом в последние годы связаны варисторы пленочного типа.

Работа состоит из 1 файл

курсовой варистор - копия.doc

Варисторами называются полупроводниковые резисторы, электрическое сопротивление которых существенно зависит от приложенного напряжения, поэтому варисторы имеют нелинейную вольтамперную характеристику. Электрическое сопротивление варистора уменьшается при увеличении напряженности электрического поля в материале проводящего элемента.

Наибольшее распространение получили варисторы с симметричной относительно начала координат вольтамперной характеристикой (рис.1),

несимметричные варисторы специально не изготовляются. В качестве несимметричных варисторов могут быть использованы полупроводниковые выпрямители.

При увеличении напряжения, приложенного к выводам варистора, может происходить частичный пробой диэлектрических прослоек между частицами. Микронагрев в точках соприкосновения отдельных частиц также увеличивает проводимость материала. Эти процессы приводят к нелинейной зависимости между током варистора и приложенным к нему напряжением.

Полупроводниковые варисторы нашли широкое применение в электротехнике. Первоначально они использовались исключительно в вентильных разрядниках для защиты высоковольтных линий электропередачи и высоковольтного электрооборудования от перенапряжений при грозовых разрядах, а впоследствии и для решения других задач. Масштабы производства варисторов в технически развитых странах неуклонно возрастают. Объем производства варисторов в нашей стране составляет несколько десятков миллионов штук в год. Варисторы выпускаются также в ГДР,ПНР,ЧССР,ВНР.

Производством варисторов занимается более 30 крупных фирм в развитых капиталистических странах.

Обладая резко нелинейной и симметричной вольтамперной характеристикой, варисторы позволяют просто и эффективно решать задачи, связанные с защитой элементов и устройств от перенапряжений и помех, стабилизацией напряжений. Технологичность и малая стоимость обеспечивают массовое применение варисторов в технике и позволяют им успешно конкурировать с другими приборами и устройствами, способными выполнять аналогичные функции.

Что такое варистор и для чего он применяется, рассмотрен принцип действия варистров, их вольт-амперная характеристика, приведены основные параметры варисторов отечественного производства, а также параметры для дисковых варисторов серии TVR. Как выглядит из себя варистор который применяется в бытовой радиоаппаратуре, а также внешний вид мощных варистров.

Принцип работы варистора

Варисторы, Varistors (название образовано от двух слов Variable Resistors — изменяющиеся сопротивления) — это полупроводниковые (металлооксидные или оксидноцинковые) резисторы, обладающие свойством резко уменьшать свое сопротивление с 1000 МОм до десятков Ом при увеличении на них напряжения выше пороговой величины.

В этом случае сопротивление становится тем меньше, чем больше действует напряжение. Типичная вольт-амперная характеристика варистора имеет резко выраженную нелинейную симметричную форму (рисунок 1), то есть он может работать и на переменном напряжении.

Рис. 1. Вольт-амперная характеристика варистора.

Варисторы подсоединяют параллельно нагрузке, и при броске входного напряжения основной ток помехи протекает через них, а не через аппаратуру.

Таким образом, варисторы рассеивают энергию помехи в виде тепла. Так же, как и газоразрядник, варистор является элементом многократного действия, но значительно быстрее восстанавливает свое высокое сопротивление после снятия напряжения.

Достоинством варисторов, по сравнению с газоразрядниками, являются:

большее быстродействие;
безынерционное отслеживание перепадов напряжений;
выпускаются на более широкий диапазон рабочих напряжений (от 12 до 1800 В); о длительный срок эксплуатации;
имеют более низкую стоимость.

Варисторы широко применяются в промышленном оборудовании и приборах бытового назначения:

для защиты полупроводниковых приборов: тиристоров, симисторов, транзисторов, диодов, стабилитронов;
для электростатической защиты входов радиоаппаратуры;
для защиты от электромагнитных всплесков в мощных индуктивных элементах;
как элемент искрогашения в электромоторах и переключателях.

Виды варисторов

Типовое значение времени срабатывания варисторов при воздействии перенапряжения составляет не более 25 наносекунд (нс), но для защиты некоторых видов оборудования его может оказаться недостаточно (для электростатической защиты необходимо не более 1 нс).

Поэтому совершенствование технологии изготовления варисторов во всем мире направлено на повышение их быстродействия.

Так, например, фирме “S+M Epcos”, благодаря применению при изготовлении варисторов многослойной структуры SIOV-CN и их SMD-исполнения (безвыводная конструкция для поверхностного монтажа), удается добиться времени срабатывания менее 0,5 нс (при расположении таких элементов на печатной плате для получения указанного быстродействия уже необходимо минимизировать индуктивности внешних соединительных проводников).

В дисковой конструкции варисторов за счет индуктивности выводов время срабатывания увеличивается до нескольких наносекунд.

Малое время срабатывания, высокая надежность, отличные пиковые электрические характеристики в широком диапазоне рабочей температуры при малых размерах ставят многослойные варисторы на первое место при выборе элементов защиты от статических зарядов.

Рис. 2. Внешний вид варисторов.

Рис. 3. Внешний вид мощных варисторов.

Например, в области производства сотовых телефонов многослойные варисторы можно считать уже стандартом в защите от статического электричества.

CN-варисторы могут надежно защищать от статических разрядов: клавиатуры, разъемы для подключения факса и модема, соединители зарядных устройств, входы интегральных аналоговых микросхем, выводы микропроцессоров.

Характеристики варисторов

Основными параметрами, которые используют при описании характеристик варисторов, являются:

Un — классификационное напряжение, обычно измеряемое при токе 1 мА, — это условный параметр, который указывается при маркировке элементов;
Um - максимально допустимое действующее переменное напряжение (среднеквадратичное);
Um= — максимально допустимое постоянное напряжение;
Р — номинальная средняя рассеиваемая мощность, это та, которую варистор может рассеивать в течение всего срока службы при сохранении параметров в установленных пределах;
W — максимальная допустимая поглощаемая энергия в джоулях (Дж), при воздействии одиночного импульса.
Ipp — максимальный импульсный ток, для которого время нарастания/длительность импульса: 8/20 мкс;
Со — емкость, измеренная в закрытом состоянии, при работе ее значение зависит от приложенного напряжения, и когда вари-стор пропускает через себя большой ток, она падает до нуля.

От величины W зависит, как долго может действовать перегрузка (с максимальной мощностью Рт) без опасности повредить варистор, т. е.:

Для применения рабочее напряжение у варисторов выбирается исходя из допустимой энергии рассеяния и максимально допустимой амплитуды напряжения. Напряжение ограничения примерно равно квалификационному напряжению (Un) варистора.

Варисторы - принцип действия, типы и применение

Варистором называется полупроводниковый компонент, способный нелинейно изменять свое активное сопротивление в зависимости от величины приложенного к нему напряжения. По сути это — резистор с такой вольт-амперной характеристикой, линейный участок которой ограничен узким диапазоном, к которому приходит сопротивление варистора при приложении к нему напряжения выше определенного порогового.

В этот момент сопротивление элемента скачкообразно изменяется на несколько порядков - уменьшается от изначальных десятков МОм до единиц Ом. И чем сильнее повышается приложенное напряжение — тем меньше и меньше становится сопротивление варистора. Данное свойство делает варистор главным элементом современных устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Будучи подключен параллельно защищаемой нагрузке, варистор берет на себя ток помехи и рассеивает его в форме тепла. А по окончании данного события, когда приложенное напряжение снижается и возвращается за порог, варистор восстанавливает свое исходное сопротивление, и снова готов выполнять защитную функцию.

Можно сказать, что варистор представляет собой полупроводниковый аналог газового разрядника, только у варистора, в отличие от газового разрядника, первоначальное высокое сопротивление восстанавливается быстрее, практически отсутствует инерционность, да и диапазон номинальных напряжений начинается от 6 и доходит до 1000 и более вольт.

По этой причине варисторы находят широкое применение в защитных цепях полупроводниковых ключей, в схемах с индуктивными элементами (для искрогашения), а также в качестве самостоятельных элементов электростатической защиты входных цепей радиоэлектронных устройств.

Процесс изготовления варистора заключается в спекании порошкообразного полупроводника со связующим компонентом при температуре в районе 1700 °C. Здесь в ход идут такие полупроводники как оксид цинка или карбид кремния. Связующим веществом может служить жидкое стекло, глина, лак или смола. На полученный путем спекания дискообразный элемент металлизацией наносят электроды, к которым и припаивают монтажные выводы компонента.

Кроме традиционной дисковой формы, можно встретить варисторы в форме стержней, бусинок и пленок. Перестраиваемые варисторы изготавливают в форме стержней с подвижным контактом. Традиционные полупроводниковые материалы, применяемые в производстве варисторов на основе карбида кремния с разными связками: тирит, вилит, лэтин, силит.

Внутренний принцип действия варистора заключается в том, что грани маленьких полупроводниковых кристаллов внутри связующей массы соприкасаются друг с другом, образуя проводящие цепочки. При прохождении через них тока определенной величины, наступает местный перегрев кристаллов, и сопротивление цепочек падает. Этим явлением и объясняется нелинейность ВАХ варистора.

Один из главных параметров варистора, наряду со среднеквадратичным напряжением срабатывания, - коэффициент нелинейности, показывающий отношение статического сопротивления к динамическому. Для варисторов на основе оксида цинка данный параметр лежит в диапазоне от 20 до 100. Что касается температурного коэффициента сопротивления варистора (ТКС), то он обычно отрицателен.

Варисторы компактны, надежны, хорошо справляются со своей задачей в широком диапазоне рабочих температур. На печатных платах и в УЗИП можно встретить маленькие дисковые варисторы диаметром от 5 до 20 мм. Для рассеивания более высоких мощностей применяются блочные варисторы с габаритными размерами 50, 120 и более миллиметров, способные рассеивать в импульсе килоджоули энергии и пропускать через себя токи в десятки тысяч ампер, при этом не терять работоспособности.

Один из самых важных параметров любого варистора — время срабатывания. Хотя обычное для варистора время активации не превышает 25 нс, и в некоторых цепях этого достаточно, тем не менее кое-где, например для защиты от электростатики, необходима более быстрая реакция, не более 1 нс.

В связи с данной потребностью, ведущие мировые производители варисторов направляют свои усилия именно в сторону повышения их быстродействия. Один из путей достижения данной цели — сокращение длины (соответственно индуктивности) выводов многослойных компонентов. Такие CN-варисторы уже заняли достойное место в деле защиты от статики выводов интегральных микросхем.

Классификационное напряжение варистора DC (1mA) - является условным параметром, при данном напряжении ток через варистор не превышает 1 мА. Именно классификационное напряжение указывается в маркировке варистора.

ACrms - среднеквадратичное переменное напряжение срабатывания варистора. DC – напряжение срабатывания на постоянном напряжении.

Кроме того нормируется максимально допустимое напряжение при заданном токе, например V@10A. W – номинальная рассеиваемая компонентом мощность. J – максимальная энергия одного поглощенного импульса, от которой зависит время, на протяжении которого варистор сможет рассеивать номинальную мощность, оставаясь при этом в исправном состоянии. Ipp – пиковый ток варистора, нормируемый по времени нарастания и длительности поглощаемого импульса, чем дольше импульс — тем меньше допустимый пиковый ток (измеряется в килоамперах).

Для получения большей рассеиваемой мощности допускается параллельное и последовательное включение варисторов. При параллельном включении важно подобрать варисторы максимально близкие по параметрам.

Читайте также: