压敏电阻的作用与工作原理

压敏电阻是一种对电压敏感的非线性电阻元件,其主要作用是保护电路免受过电压的影响。当电路中的电压超过压敏电阻的阈值时,压敏电阻会迅速从高阻状态转变为低阻状态,从而限制电压的进一步上升,保护后端设备不受损害。这种特性使得压敏电阻在电子设备中广泛应用于防雷击、抑制瞬态过电压以及吸收脉冲能量等方面。 压敏电阻的工作原理基于半导体材料的非线性伏安特性。它通常由氧化锌(ZnO)等金属氧化物烧结而成,形成多晶结构。在正常工作电压下,压敏电阻呈现高电阻状态;一旦电压超过其阈值,电子会在晶界处产生隧道效应,导致电流急剧增加,电阻显著下降,从而有效地钳位电压。这一过程几乎是瞬时完成的,响应时间极短,通常小于几纳秒,这使得压敏电阻能够快速响应并吸收瞬态过电压的能量。
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