壓敏電阻

壓敏電阻（英語：，縮寫VDR），又名變阻器、變阻體或突波吸收器，是一種具有顯著非歐姆導體性質的電子元件，電阻值會隨外部電壓而改變，因此它的電流-電壓特性曲線具有顯著的非線性。壓敏電阻廣泛的被應用在電子線路中，來防護因為電力供應系統的暫態電壓突波所可能對電路的傷害。當高壓來到時，壓敏電阻的電阻降低而將電流予以分流，因而保護了敏感的電子元件。

金屬氧化物壓敏電阻，385V
非線性電阻的 IEC 電路符號，旁邊加 U 代表電壓[1]則特指壓敏電阻

壓敏電阻它的電阻會因兩端電壓之不同而改變，也就是說，英文名稱 Varistor 得名於 Variable（會變的）+ Resistor（電阻）兩字的結合，也稱為 VDR (Voltage Dependent Resistor)。 變阻器通常用來保護電子電路，防止受到過大的暫態電壓破壞或干擾。

雖然壓敏電阻(變阻器)的英文 Varistor 字源來自「可變」與「電阻」兩字，但壓敏電阻與可變電阻這兩個名詞指的是完全不同的兩種零件，請勿混淆。 可變電阻是一種歐姆導體(電流-電壓特性曲線是線性的)，附帶一提的是: 常見具有三個端子的可變電阻英文稱為電位計(potentiometer)，至於較少見只有兩個端子的可變電阻英文稱為rheostat(沒有專屬譯名，可變電阻器)。

動作原理

突波吸收器之保護原理： 壓敏電阻在預備狀態時，相對於受保護之電子組件而言， 具有很高的阻抗（數兆歐姆）而且不會影響原設計電路之特性。 但當瞬間突波電壓出現（超過突波吸收器之崩潰電壓時）， 該突波吸收器之阻抗會變低（僅有幾個歐姆）並造成線路短路，也因此電子產品或較昂貴之組件受到保護。

金屬氧化物壓敏電阻

最常見的壓敏電阻是金屬氧化物壓敏電阻（MOV, Metal Oxide Varistor），它包含由氧化鋅顆粒與少量其他金屬氧化物或聚合物間隔構成的陶瓷塊，夾於兩金屬片間。顆粒與鄰近氧化物交界處會形成二極體效應，由於有大量雜亂顆粒，使得它等同於一大堆背向相連的二極體，低電壓時只有很小的逆向漏電電流，當遇到高電壓時，二極體因熱電子與隧道效應而發生逆向崩潰，流通大電流。因此，壓敏電阻的電流-電壓特性曲線具有高度的非線性: 低電壓時電阻高、高電壓時電阻低。

由於主要成份或品牌的不同，金屬氧化物壓敏電阻有時還可以看到這些名稱: ZNR (Zinc-Oxide Non-linear Resistor, 氧化鋅非線性電阻)、ZOV (Zinc-oxide Varistor)、CNR (Composite Nonlinear Resistor[2])，TNR (Titanium-oxide based Non-linear Resistor, 氧化鈦非線性電阻, 不過也可能是 Toshiba Non-linear Resistor, 東芝公司的非線性電阻等。

典型的壓敏電阻特性曲線

主要成份種類
  • 氧化鋅，Zinc Oxide，ZnO
  • 碳化矽，Silicon Carbide，SiC
  • 氧化鈦，Titanium Oxide，TiO2

應用領域

1. 電源端子的突波防護。 2. 介面端子的突波防護，如電話線介面等。

壓敏電阻不能做到的事

一些人以為突波吸收裝置裡的壓敏電阻可以提供完整的電壓保護，但不幸的，壓敏電阻或突波吸收器所能承受的能量或功率有限，不能提供持續性的過電壓保護。持續的過電壓會破壞保護裝置(壓敏電阻或突波吸收器)，並對設備造成損害，並可能有著火的危險。

壓敏電阻不能提供保護的部分還有: 開機時的衝擊電流、短路時的過電流、電壓突降等情況，這些情況需要以繼電器、保險絲、無熔絲斷路器及其他方式的防護。 此外，也有少數保護裝置會偵測電源電壓，如超過危險限度時會以繼電器將電源切離。

參考資料與附註
  1. U 是拉丁文 Urgere 的字頭，代表電壓
  2. Hashimov, A. E. et al., "Nonlinear resistor based on a polymer-ceramic composition", Abstract, Technical Physics V52 N8, Aug 2007, accessed online at http://www.springerlink.com/content/186w55472008013n/%5B%5D

参见
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.