壓敏電阻的工作原理和選型
自然界之中實際上有兩種主要的帶電方式,一種是感應帶電,另一種是摩擦帶電。我們常用的水電、風電、火電等,本質之上都是感應電氣化,發(fā)電的過程本質之上是機械能通過電磁感應轉化為電能的過程。電能被提升之后,經過長距離傳輸,然后被降壓,最終就變成了我們每天使用的220V交流電。摩擦起電,我們比較熟悉的是靜電現象,以及閃電現象。靜電,我們很多人一定有真實的感受,尤其是在冬天。雷電其實蘊含著巨大的能量,但由于其位置不穩(wěn)定,瞬間釋放出很高的電能,人類至今無法馴服雷電,使其為人類所用?,F在能做的就是想辦法避免它所造成的災難。
事實上,壓敏電阻裝置之所以被發(fā)明,是為了在發(fā)生雷擊時保護該裝置。閃電的存在是不以人的意志為轉移的。對于這個能量源,我們不能使用它,但我們不能受到它的傷害。由于雷電產生的高電壓和高能量是瞬時的,因此保護裝置也必須具有這樣的響應特性。壓敏電阻器應運而生。
壓敏電阻的外觀大致是這樣的。它的內部結構是怎樣的?實際上,壓敏電阻器是采用陶瓷工藝制成的,其外部微觀結構之中含有氧化鋅晶粒和晶界。晶粒具有非常低的電阻率,因為外部晶體分子排列非常整齊。另一方面,晶界具有高電阻率。相互接觸的兩個晶粒相當于形成齊納二極管的勢壘,它實際上是一個電壓敏感單元。每個壓敏電阻的擊穿電壓幾乎在3.5 V。該壓敏電阻器的基體是由許多這樣的單元串聯和并聯而成的。串聯的電池越多,其擊穿電壓越高。并聯的單元越多,其吞吐量就越大。當壓敏電阻工作時,它的每個單元都處于浪涌能量下,不像齊納二極管,只有結區(qū)可以承受電力,這意味著壓敏電阻可以承受更大的浪涌能量。
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