ZnO压敏电阻器

ZnO压敏电阻器

ZnO压敏电阻器是七十年代发展起来的新型元件。它具有对称或非对称的伏安特性曲线，耐浪涌能力强、泄漏电流小，过压消失后能自动恢复正常工作；无继流产生、非线性系数a值大、电压温度系数小、时间响应決，而且电压范围宽，体积小、工艺简单、成本低廉。目前它是能在几万伏高压电路中稳压和过压保护的唯一固体元件。

ZnO压敏电阻器是以ZnO为主体材料，加入少a其它杂质（如Bi2Os，MnO,C〇0,SrO等），经高温烧结而成。

Zn〇压敏电阻器按结构可分为结型和体型两种。结型ZnO压敏
电阻器的非线性是依霏ZnO电阻体与金属电极界面势垒的整流特性形成的。它又分为两种。一种是一个电极与电阻体为欧姆接触，另一个电极与电阻体形成界面势垒，它的丨犬安特性是不对称的，利用其正佝特性工作。如果要用这种元件得到对称的伏安特性，需将两个这样的元件反向并联。另一种是两个电极与电阻体之间都形成界面势垒，它的伏安特性是对称的，相当于一个整流结的正向特性和另一个整流结的反向特性的迭加。由于整流结的反向特性可以通过电阻体的掺杂、电极材料成分以及烧银工艺来改变，因此可在一定的范围内调节这种电阻器的工作电压。体型ZnO压敏电阻器的两个电级与电阻体之间都是欧姆接触。它的非线性是由电阻体内大最ZnO颗粒周围形成的具有半导体性质的界面层形成。它的工作电压不仅与材料成分、制备工艺有关，而且与电阻体的厚度成正比。其性能主要取决于杂质成分和含量,同时与制造工艺也有很大关系。
对ZnO压敏电阻器的非线性导电机理进行了大a的研究，已有了初步结果，但尚未彻底弄淸。通过X射线分析和电子显微镜的观察，都发现ZnO颗粒之间存在着界面层。压敏电阻器的性能与此界面层有密切关系。ZnO是电子型导电且电阻率很低（比SiC颗粒的电阻率要小得多）的小颗粒，烧结后表面形成界面层。界面层是一种对电压敏祺的P型氧化物，如Bh〇3。在电压不高时，界面-层几乎是绝缘的，只有微安级的漏电流，但当电压超过某个数值，它就导通了，其电阻急剧减小，从而表现出很好的非线性。所以从低阻的ZnO颗粒之间有一层髙阻层这点来看，它类似于齐纳二级管，但从它的颗粒构成的链系结构来看，又类似于SiC压敏电阻器，故ZnO压敏电阻器兼有二者的优点。界面层的厚度与ZnO粒度之比，对压敏电阻器的极限电压有很大影响，因此制造时要把界面层的厚度与粒径之比调整到最佳值，控制烧成温度能控制界面层的厚度。对于高压压敏电阻器的粒径要求比低压的粒径要小得多。