《电子陶瓷与器件》第三章3(压敏陶瓷).pptx

第三章敏感陶瓷;§3.4压敏陶瓷;3.4.1概述;制备压敏电阻器的材料;压敏电阻器的I-U特性曲线;3.4.2压敏电阻的基本特性;C为材料常数，当α＝1时，C值同电阻值R对应。C值大的压敏电阻，在一定电流下对应的电压也高，有时称C值为非线性电阻值。;对上式取对数并微分得：;3.4.2压敏电阻的基本特性;2.压敏电压;提高压敏电压的主要途径之一是增加陶瓷片的厚度，但是当陶瓷片的厚度增至不能保证均匀烧结或在使用时不能保证快速热平衡时，要提高压敏电压值，就得通过将多个性能均一的压敏电阻器串联组合来达到这一目的。

通过这些方法，已经制造出在1200kv高压电路中工作的组合式氧化锌压敏电阻器。;3.漏电流;要使压敏电阻器可靠地工作，漏电流应尽可能小。

漏电流的大小一方面与材料的组成和制造工艺有关，另一方面与选用的压敏电压有关。;4.蜕变与通流容量;通常以U1mA下降的多少来衡量压敏电阻器耐高浪涌冲击的能力。我们把满足U1mA下降要求的压敏电阻器所能承受的最大冲击电流叫做压敏电阻器的通流容量，又称道流能力或通流量。;5.电压温度系数;3.4.3ZnO压敏陶瓷;2.ZnO性质;ZnO的缺陷结构;导致多数人认为ZnO晶体中的主要缺陷是填隙锌离子的主要根据是：

(1)ZnO的纤锌矿晶构中存有大量易于容纳填隙锌离子的相当大尺寸的空隙；

(2)实验证明，锌在ZnO晶体中的扩散系数远比氧在ZnO中的扩散系数为高；

(3)锌在ZnO中的扩散总是随锌的分压增大而增强。这表明所扩散的是锌填隙离子或原子，而不是锌空位(VZn)；

(4)Hegemark等人从ZnO晶体的电导率与锌分压的关系研究中证明，ZnO晶体中的主要缺陷是填隙的锌离子;3.ZnO压敏电阻瓷的制备;几种ZnO陶瓷压敏电阻;烧结温度对ZnO陶瓷压敏电阻非线性的影响;ZnO的压敏电阻瓷的相组成;各相的作用;(3)焦绿石相的作用主要是在烧结过程中，借助于同ZnO反应而生成富铋液相，改善烧结特性。它对陶瓷的非线性基本上不起作用；;ZnO的压敏电阻瓷;ZnO半导瓷的微观结构;ZnO半导瓷的工作特点;3.4.4其它压敏电阻器;1.SiC压敏电阻器;2.TiO2压敏电阻器;TiO2陶瓷中，铌掺杂的作用是降低TiO2晶粒的电阻率；

钡掺杂的作用是在陶瓷粒界中偏析出含钡的粒界层。钡粒界层??高氧分压气氛烧结下的氧化是促使该种陶瓷出现较好非线性的主因。;几类常见的压敏陶瓷电阻器的特性与用途;灭火花;3.4.4压敏陶瓷元器件的应用;1.过电压保护;压敏电阻器作为过电压保护的工作特点是：在末发生过电压的正常情况下，被保护设备的输入工作电压对应于压敏电阻器U-I特性曲线预击穿区的电压。此时压敏电阻器处于“等待”状态。

一旦有异常大的过电压侵入时，其工作点将立即进入非线性区(但不应进入回升区)，电流的变化范围可以高达几个数量级，从而将浪涌电流吸收掉，并将浪涌电压降落到与其串联的浪涌源内阻上，从而起到保护电子设备的作用。;压敏电阻器过压保护的工作原理;2.稳压;必须注意稳压原理与过电压保护原理下压敏电阻器的工作点是不同的。

为了保证稳压效果(不仅要能抑制电压升高，也要能抑制电压降低)，稳压用压敏电阻器的工作点应当选在预击穿区与击穿区临界附近的高α值处。这样一来，稳压用压敏电阻器在正常情况下就必然有较大的电流和功耗。因此工作时会产生较大的温升。;本节小结