“壓敏電阻"是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡(jiǎn)寫為“VDR”, 或者叫做“Varistor"。壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體，所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個(gè)品種?，F(xiàn)在大量使用的"氧化鋅"(ZnO)壓敏電阻器，它的主體材料有二價(jià)元素鋅(Zn)和六價(jià)元素氧(O)所構(gòu)成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體”。 在中國(guó)臺(tái)灣，壓敏電阻器稱為"突波吸收器",有時(shí)也稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”。壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。

壓敏電阻的主要參數(shù)有：壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應(yīng)時(shí)間等。壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)，比氣體放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千Pf的數(shù)量級(jí)范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號(hào)線路的保護(hù)中，應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時(shí)，因?yàn)槠浣Y(jié)電容較大會(huì)增加漏電流，在設(shè)計(jì)防護(hù)電路時(shí)需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。壓敏電阻器簡(jiǎn)稱VDR，是一種對(duì)電壓敏感的非線性過電壓保護(hù)半導(dǎo)體元件。

壓敏電阻是目前廣泛應(yīng)用的瞬變干擾吸收器件。描述壓敏電阻性能的主要參數(shù)是壓敏電阻的標(biāo)稱電壓和通流容量即浪涌電流吸收能力。前者是使用者經(jīng)常易弄混淆的一個(gè)參數(shù)。壓敏電阻標(biāo)稱電壓是指在恒流條件下(外徑為7mm以下的壓敏電阻取0.1mA;7mm以上的取1mA)出現(xiàn)在壓敏電阻兩端的電壓降。由于壓敏電阻有較大的動(dòng)態(tài)電阻，在規(guī)定形狀的沖擊電流下(通常是8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流)出現(xiàn)在壓敏電阻兩端的電壓(亦稱是最大限制電壓)大約是壓敏電阻標(biāo)稱電壓的1.8～2倍(此值也稱殘壓比)。這就要求使用者在選擇壓敏電阻時(shí)事先有所估計(jì)，對(duì)確有可能遇到較大沖擊電流的場(chǎng)合，應(yīng)選擇使用外形尺寸較大的器件(壓敏電阻的電流吸收能力正比于器件的通流面積，耐受電壓正比于器件厚度，而吸收能量正比于器件體積)。使用壓敏電阻要注意它的固有電容。根據(jù)外形尺寸和標(biāo)稱電壓的不同，電容量在數(shù)千至數(shù)百pF之間，這意味著壓敏電阻不適宜在高頻場(chǎng)合下使用，比較適合于在工頻場(chǎng)合，如作為晶閘管和電源進(jìn)線處作保護(hù)用。

特別要注意的是，壓敏電阻對(duì)瞬變干擾吸收時(shí)的高速性能(達(dá)ns)級(jí)，故安裝壓敏電阻必須注意其引線的感抗作用，過長(zhǎng)的引線會(huì)引入由于引線電感產(chǎn)生的感應(yīng)電壓(在示波器上，感應(yīng)電壓呈尖刺狀)。引線越長(zhǎng)，感應(yīng)電壓也越大。為取得滿意的干擾抑制效果，應(yīng)盡量縮短其引線。關(guān)于壓敏電阻的電壓選擇，要考慮被保護(hù)線路可能有的電壓波動(dòng)(一般取1.2～1.4倍)。如果是交流電路，還要注意電壓有效值與峰值之間的關(guān)系。所以對(duì) 220V線路，所選壓敏電阻的標(biāo)稱電壓應(yīng)當(dāng)是220×1.4×1.4≈430V。此外，就壓敏電阻的電流吸收能力來說，1kA(對(duì)8/20μs的電流波)用在晶閘管保護(hù)上，3kA用在電器設(shè)備的浪涌吸收上;5kA用在雷擊及電子設(shè)備的過壓吸收上;10kA用在雷擊保護(hù)上。壓敏電阻的電壓檔次較多，適合作設(shè)備的一次或二次保護(hù)。

壓敏電阻(MOV，Metal Oxide Resistor)作為電氣、電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用的雷擊電涌抑制器件，其工作原理基于金屬氧化物晶粒(以ZnO為主)與晶界層間的隧道效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬態(tài)過電壓的電壓鉗位抑制。這種電阻具有納秒級(jí)的響應(yīng)速度，且瞬態(tài)電壓吸收能力與其體積成正比，從而能輕松應(yīng)對(duì)大容量的吸收需求。正因如此，壓敏電阻在雷擊浪涌、靜電放電、瞬態(tài)電快脈沖(EFT)等過電壓保護(hù)場(chǎng)合發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

壓敏電阻的響應(yīng)速度與其內(nèi)部電子傳導(dǎo)機(jī)制密切相關(guān)。由于晶界層非常薄，氧化鋅介電材料對(duì)過電壓的響應(yīng)速度極快，管芯本體的響應(yīng)時(shí)間甚至可以小于1ns。然而，當(dāng)管芯被封裝成壓敏電阻成品后，其響應(yīng)時(shí)間會(huì)受到引線電感的影響而有所增加。例如，普通圓形壓敏電阻由于引線較長(zhǎng)，其響應(yīng)時(shí)間約為20ns，而表面封裝的壓敏電阻則相對(duì)較小，約為5～10ns。這兩種類型的壓敏電阻主要適用于雷擊浪涌和電快脈沖EFT的瞬態(tài)過電壓抑制。

通?？梢栽谌魏坞娫措娐返慕涣鬏斎雮?cè)發(fā)現(xiàn)的藍(lán)色或橙色圓形部件是金屬氧化物壓敏電阻或 MOV?？梢詫⒔饘傺趸飰好綦娮枰暈榱硪环N形式的可變電阻器，它可以根據(jù)施加在其兩端的電壓來改變其電阻。當(dāng)大電流通過MOV時(shí)，它會(huì)降低其電阻值并起到短路的作用。因此，為了保護(hù)電路免受高壓尖峰的影響，MOV 通常與保險(xiǎn)絲結(jié)合使用。在這篇文章中，我們將詳細(xì)了解如何使用 MOV 以及如何使用它來保護(hù)您的電路免受設(shè)計(jì)中的電壓尖峰的影響。我們還將了解 MOV 的電氣特性以及如何根據(jù)您的設(shè)計(jì)要求選擇 MOV，所以讓我們開始吧。

MOV 只是一個(gè)可變電阻器，但與電位器不同，MOV 可以根據(jù)施加的電壓調(diào)整其電阻。如果電阻兩端的電壓增加，電阻會(huì)減小，反之亦然。這種特性有助于保護(hù)電路免受高壓浪涌的影響，因此它們通常在電子網(wǎng)絡(luò)中用作電涌保護(hù)器。

MOV 電阻在正常工作條件下會(huì)很強(qiáng)，它們會(huì)消耗很少的電流，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)尖峰時(shí)，電壓會(huì)增加到拐點(diǎn)或鉗位電壓以上，它們會(huì)消耗更多的電流，消散浪涌并保護(hù)設(shè)備。MOV 只能用于防御短浪涌，它們無法應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的浪涌。如果 MOV 暴露在反復(fù)的浪涌中，它們的性能會(huì)略微下降。每當(dāng)它們遇到浪涌時(shí)，鉗位電壓就會(huì)略微下降，這也可能導(dǎo)致它們?cè)谝欢螘r(shí)間后被破壞。MOV 通常與熱開關(guān)/保險(xiǎn)絲串聯(lián)，如果消耗大電流，可能會(huì)觸發(fā)該開關(guān)/保險(xiǎn)絲以防止這些類型的風(fēng)險(xiǎn)。讓我們更多地討論電路中的MOV是如何工作的。

與要覆蓋的電路平行，MOV 又名壓敏電阻與保險(xiǎn)絲一起廣泛使用。如何在電子電路中使用 MOV。當(dāng)電壓低于額定限值時(shí)，MOV的電阻會(huì)非常高，然后所有電流都流過電路，沒有電流流過MOV。但是，當(dāng)主電壓中出現(xiàn)電壓尖峰時(shí)，當(dāng)它與交流電源平行時(shí)，它會(huì)直接出現(xiàn)在 MOV 上。MOV電阻值將被這個(gè)高電壓降低到一個(gè)非常低的值，使其看起來像一個(gè)短的值。這迫使大電流流過 MOV，這將使保險(xiǎn)絲爆裂并將電路與電源電壓隔離。在電壓浪涌期間，有缺陷的高電壓會(huì)很快恢復(fù)到正常值，在這種情況下，電流的長(zhǎng)度不會(huì)高到足以使保險(xiǎn)絲爆裂，當(dāng)電壓變?yōu)檎r(shí)，電路恢復(fù)正常工作。但是，每次觀察到尖峰時(shí)，MOV 都會(huì)通過縮短自身并每次用大電流損壞自身來短暫斷開電路。但是，如果您發(fā)現(xiàn)任何電源電路中的 MOV 損壞，則可能是因?yàn)殡娐分杏袔讉€(gè)電壓尖峰。

金屬氧化物壓敏電阻是一種電壓依賴型電阻器，由金屬化物陶瓷粉末(如氧化鋅)和其他一些金屬氧化物(如鈷氧化物、錳、鉍等)制成。MOV 由大約 90% 的氧化鋅和少量的其他金屬氧化物組成。在稱為電極的兩塊金屬板之間，金屬氧化物的陶瓷粉末保持完好無損。每個(gè)相鄰之間的二極管結(jié)是由金屬氧化物顆粒產(chǎn)生的。因此，MOV是大量的串聯(lián)二極管。當(dāng)您向電極添加小電壓時(shí)，通過結(jié)部會(huì)產(chǎn)生反向泄漏電流。產(chǎn)生的電流最初很小，但由于電子隧穿和雪崩擊穿，當(dāng)對(duì) MOV 施加高壓時(shí)，二極管邊界結(jié)會(huì)擊穿。當(dāng)通過連接引線施加特定電壓時(shí)，MOV 壓敏電阻開始導(dǎo)通，并在電壓低于閾值電壓時(shí)停止導(dǎo)通。MOV 有不同的格式，例如磁盤格式、帶軸向引線、塊和螺釘端子的設(shè)備以及帶徑向引線的設(shè)備。為了增加功率處理能力，MOV 應(yīng)始終并聯(lián)，如果您想獲得更高的額定電壓，則應(yīng)將其串聯(lián)起來。

壓敏電阻的整體抑制性能，既有其顯著的優(yōu)點(diǎn)，也存在一定的不足。

(1)優(yōu)點(diǎn)

壓敏電阻在規(guī)格上提供了豐富的選擇，其容量大，能夠吸收的浪涌電流范圍從幾十到幾千安不等，同時(shí)反應(yīng)速度極快，可達(dá)納秒級(jí)別。此外，壓敏電阻還具有無極性、無續(xù)流以及價(jià)格低廉等特點(diǎn)。

(2)缺點(diǎn)

然而，壓敏電阻也存在一些不足之處。其中，殘余電壓相對(duì)較高，通?？蛇_(dá)工作電壓的2～3倍。隨著浪涌沖擊次數(shù)的增加，壓敏電阻的漏電流也會(huì)相應(yīng)增大，導(dǎo)致其老化。同時(shí)，寄生電容也是壓敏電阻的一個(gè)問題。

因此，在選擇壓敏電阻時(shí)，需要綜合考慮這些因素。壓敏電阻最適合用于直流電源線、低頻信號(hào)線，或者與氣體放電管串聯(lián)起來用在交流電源線或高速信號(hào)線上。此外，在開關(guān)電源、繼電開關(guān)中，壓敏電阻也可用于瞬態(tài)尖峰能量的吸收。