結(jié)構(gòu)
貼片壓敏電阻是主要以氧化鋅為基礎(chǔ)的陶瓷半導(dǎo)體產(chǎn)品。 主要采用下圖所示的積層結(jié)構(gòu),通過積層張數(shù)、層間的調(diào)整,可以控制擊穿電壓、靜電容量。 而TVS二極管是P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合而構(gòu)成的,是硅基ESD防護(hù)器件。 在二極管中,也有使用Au絲等的情況。
圖2 貼片壓敏電阻
圖3 TVS二極管
I-V曲線
貼片壓敏電阻和TVS二極管的電阻值會(huì)隨施加電壓的變化而改變。 貼片壓敏電阻可以進(jìn)行雙向靜電保護(hù)。 TVS二極管以前大多是有方向性的,但近雙向的TVS二極管也增加了。 但是,由于存在因方向性不同而不同的情況,所以需要注意。
對(duì)施加過電壓的反應(yīng)速度
從盤型壓敏電阻等初期的壓敏電阻時(shí)的記憶中,壓敏電阻的反應(yīng)速度慢,經(jīng)常聽到這樣的話。 但是,如下圖所示,貼片壓敏電阻和TVS二極管對(duì)施加過電壓的反應(yīng)速度一樣。 施加IEC61000-4-2 HBM +8kV后,在1ns以內(nèi)達(dá)到峰值,400ns后施加在保護(hù)部件上的電壓值幾乎為0。
靜電容量
壓敏電阻和TVS二極管的靜電容量幅度大不相同。 由于貼片壓敏電阻采用積層結(jié)構(gòu),所以可以通過增加內(nèi)部電極的層數(shù),增加靜電容量。 用EIA0805以下的尺寸進(jìn)行比較時(shí),如下圖所示,靜電容量的大值有近100倍的差距。 因此,在并聯(lián)放入MLCC的線路中,也有可以用單個(gè)貼片壓敏電阻應(yīng)對(duì)的情況。
壓敏電阻是一種用得多的限壓器件。壓敏電阻有碳化硅壓敏電阻和氧化鋅壓敏電阻。
常用的是氧化鋅(ZnO)壓敏電阻,它主要是以氧化鋅為原料,添加多種微量金屬氧化物,經(jīng)混合成型,燒結(jié)裝配而成的一種過壓保護(hù)器件,它的外面包封環(huán)氧樹脂(可添加顏料)。
它相當(dāng)于一個(gè)可變電阻,它是并聯(lián)于電路中的。當(dāng)電路在正常使用時(shí),壓敏電阻的阻抗很高,漏電流很小,可視為開路,對(duì)電路幾乎沒有影響。但當(dāng)一很高的突波電壓到來時(shí),壓敏電阻的電阻值瞬間下降(它的電阻值可以從MΩ(兆歐)級(jí)變到mΩ(毫歐)級(jí)),使它可以流過很大的電流,同時(shí)將過電壓箝位在一定數(shù)值。由于壓敏電阻的突波承受能力取決于它的物理尺寸,因而有可能獲得不同的浪涌電流值。
壓敏電阻主要應(yīng)用于開關(guān)電源的AC輸入側(cè),通常是為了解決輸入端的異常過高幅電壓的波動(dòng),在一些高壓繼電器開關(guān)、交流三相電機(jī)啟動(dòng)等均容易產(chǎn)生此波動(dòng),從而導(dǎo)致輸入電源波動(dòng)從而損傷后端其他負(fù)載,因此在認(rèn)證測(cè)試中也會(huì)用類似原理進(jìn)行模擬浪涌。由于壓敏電阻基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容相對(duì)較多,圍繞壓敏電阻會(huì)進(jìn)行分期講解,避免冗長(zhǎng)。