压敏电阻,简称压阻,是一种能够根据电压变化而改变电阻值的电子元件。它是由导电、压敏材料、绝缘材料和电极组成的。压敏材料通常是氧化锌、硅酸锌等金属氧化物,具有高电阻和良好的非线性电阻特性。压阻广泛应用于电子产品中的过压保护、信号调节和微电子系统等领域。
当正向电压作用于压敏电阻时,压阻表现出高阻值;反之,当反向电压作用于压敏电阻时,压阻表现出低阻值。这是因为在正向电压下,导电材料中的载流子被迅速加速,使得子级到达氧化锌颗粒表面时能够获得足够的动能,从而将部分氧化锌颗粒内部的电子弹出。这些自由电子在导电材料中带电移动,产生电流,导致电阻值急剧下降。而在反向电压作用下,载流子的能量和运动速度受到限制,弹出电子得不到充分加速,电阻值则变高。
压敏电阻的这种非线性电阻特性是由于导电材料中的氧化锌颗粒随着电压变化而发生的电导电子弹出和弛豫现象所产生的。
压敏电阻具有良好的电压灵敏度、响应速度快、体积小、可靠性好等优点,因此被广泛应用于以下领域:
1. 过压保护:压敏电阻可以自动限制电路中的高电压,避免过电流和过热。
2. 信号调节:压敏电阻常常被用来稳定、调整信号电压,以保持电路的稳定性。
3. 微电子系统:因为压敏电阻的体积微小,因此被广泛应用于微型电子器件和传感器中,比如汽车安全气囊中的碰撞感应器,以及其他荧光、光电、温度、湿度等感应器。
压敏电阻的最大优点是具有高电阻和良好的非线性电阻特性。这使得它能够防止电路过电压和电流冲击,保护相关设备,确保设备正常运行。此外,压敏电阻还具有响应快、体积小、工艺成熟、制造成本低等优点。
压敏电阻的一个缺点是其工作温度范围较窄,一般在-40℃至+85℃范围内工作。此外,如果不正确使用,压敏电阻也有可能发生热失效、短路和爆炸等问题。因此,在选用和使用压敏电阻时应注意这些问题。