ZnO壓敏電阻器

ZnO壓敏電阻器是七十年代發(fā)展起來(lái)的新型元件。它具有對(duì)稱或非對(duì)稱的伏安特性曲線，耐浪涌能力強(qiáng)、泄漏電流小，過(guò)壓消失后能自動(dòng)恢復(fù)正常工作；無(wú)繼流產(chǎn)生、非線性系數(shù)a值大、電壓溫度系數(shù)小、時(shí)間響應(yīng)決，而且電壓范圍寬，體積小、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉。目前它是能在幾萬(wàn)伏高壓電路中穩(wěn)壓和過(guò)壓保護(hù)的唯一固體元件。

ZnO壓敏電阻器是以ZnO為主體材料，加入少a其它雜質(zhì)（如Bi2Os，MnO,C〇0,SrO等），經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。

Zn〇壓敏電阻器按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)型和體型兩種。結(jié)型ZnO壓敏
電阻器的非線性是依霏ZnO電阻體與金屬電極界面勢(shì)壘的整流特性形成的。它又分為兩種。一種是一個(gè)電極與電阻體為歐姆接觸，另一個(gè)電極與電阻體形成界面勢(shì)壘，它的丨犬安特性是不對(duì)稱的，利用其正佝特性工作。如果要用這種元件得到對(duì)稱的伏安特性，需將兩個(gè)這樣的元件反向并聯(lián)。另一種是兩個(gè)電極與電阻體之間都形成界面勢(shì)壘，它的伏安特性是對(duì)稱的，相當(dāng)于一個(gè)整流結(jié)的正向特性和另一個(gè)整流結(jié)的反向特性的迭加。由于整流結(jié)的反向特性可以通過(guò)電阻體的摻雜、電極材料成分以及燒銀工藝來(lái)改變，因此可在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)這種電阻器的工作電壓。體型ZnO壓敏電阻器的兩個(gè)電級(jí)與電阻體之間都是歐姆接觸。它的非線性是由電阻體內(nèi)大最ZnO顆粒周圍形成的具有半導(dǎo)體性質(zhì)的界面層形成。它的工作電壓不僅與材料成分、制備工藝有關(guān)，而且與電阻體的厚度成正比。其性能主要取決于雜質(zhì)成分和含量,同時(shí)與制造工藝也有很大關(guān)系。
對(duì)ZnO壓敏電阻器的非線性導(dǎo)電機(jī)理進(jìn)行了大a的研究，已有了初步結(jié)果，但尚未徹底弄淸。通過(guò)X射線分析和電子顯微鏡的觀察，都發(fā)現(xiàn)ZnO顆粒之間存在著界面層。壓敏電阻器的性能與此界面層有密切關(guān)系。ZnO是電子型導(dǎo)電且電阻率很低（比SiC顆粒的電阻率要小得多）的小顆粒，燒結(jié)后表面形成界面層。界面層是一種對(duì)電壓敏祺的P型氧化物，如Bh〇3。在電壓不高時(shí)，界面-層幾乎是絕緣的，只有微安級(jí)的漏電流，但當(dāng)電壓超過(guò)某個(gè)數(shù)值，它就導(dǎo)通了，其電阻急劇減小，從而表現(xiàn)出很好的非線性。所以從低阻的ZnO顆粒之間有一層髙阻層這點(diǎn)來(lái)看，它類似于齊納二級(jí)管，但從它的顆粒構(gòu)成的鏈系結(jié)構(gòu)來(lái)看，又類似于SiC壓敏電阻器，故ZnO壓敏電阻器兼有二者的優(yōu)點(diǎn)。界面層的厚度與ZnO粒度之比，對(duì)壓敏電阻器的極限電壓有很大影響，因此制造時(shí)要把界面層的厚度與粒徑之比調(diào)整到最佳值，控制燒成溫度能控制界面層的厚度。對(duì)于高壓壓敏電阻器的粒徑要求比低壓的粒徑要小得多。