ВАРИСТОРЫ

Варистор - (англ. varistors. от variable — , «изменяющийся» и resistors —«сопротивление») — это полупроводниковый резистор, обладающий свойством резко уменьшать свое сопротивление с 1000 МОм до десятков Ом при увеличении на нем напряжения выше пороговой величины.

Свойства.Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния или оксида цинка. При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов. Низковольтные варисторы изготавливают на рабочее напряжение от 3 до 200 В и ток от 0,1 мА до 1 А; высоковольтные варисторы — на рабочее напряжение до 20 кВ.

Изготовление. Изготавливают варисторы спеканием при температуре около 1700°C полупроводника — преимущественно порошкообразного карбида кремния SiC или оксида цинка ZnO, и связующего вещества (глина, жидкое стекло, лаки, смолы и др.). Далее поверхность полученного элемента металлизируют и припаивают к ней выводы. Конструктивно варисторы выполняются обычно в виде дисков, таблеток, стержней; существуют бусинковые и плёночные варисторы. Широкое распространение получили стержневые подстроечные варисторы с подвижным контактом.

Рис. 2.6. Варисторы

Низковольтные варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотны х токов и напряжений, в цепях защиты от перенапряжений (высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) и др. Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения. Как электронные компоненты, варисторы дёшевы и надёжны, способны выдерживать значительные электрические перегрузки, могут работать на высокой частоте (до 500 кГц). Среди недостатков — значительный низкочастотный шум и старение — изменение параметров со временем и при колебаниях температуры.

Рис. 2.7. Поврежденные варисторы

Параметры и характеристики варисторов.Типичная вольтамперная характеристика варистора имеет резко выраженную нелинейную симметричную форму (рис. 2.6.), т. е. он может работать и на переменном напряжении.

Рис. 2.8. Вольт-амперная характеристика варистора

Рис. 2.9. Вольт-амперные характеристики варисторов: синие — на основе ZnO, красные — на основе SiC.

§ Классификационное напряжение, Un, В — напряжение при определённом токе (обычно изготовители указывают при 1 мА), это условный параметр, который указывается при маркировке элементов;.

§ Максимально допустимое действующее переменное напряжение Um - В , (среднеквадратичное);

§ Рабочее напряжение, В (для пост. тока Vdc и Vrms — для переменного) — диапазон — от нескольких В до нескольких десятков кВ; данное напряжение должно быть превышено только при перенапряжениях.

§ Рабочий ток , А — диапазон — от 0,1 мА до 1 А

§ Максимальный импульсный ток , А

§ Максимально допустимое постоянное напряжение Um, В;

§ Номинальная средняя рассеиваемая мощность, Р Вт. это тамощность, которую варистор может рассеивать в течение всего срока службы при сохранении параметров в установленных пределах;

§ Максимальная допустимая поглощаемая энергия в джоулях W, Дж. энергия при воздействии одиночного импульса. От этой величины зависит, как долго может действовать перегрузка (с максимальной мощностью Рт) без опасности повредить варистор, т. е.:

§ Максимальный импульсный ток Ipp — максимальный импульсный ток, для которого время нарастания/длительность импульса: 8/20 мкс;

§ Емкость начальная Со, мкФ — емкость, измеренная в закрытом состоянии, при работе ее значение зависит от приложенного напряжения, и когда варистор пропускает через себя большой ток, она падает до нуля.

§ Поглощаемая энергия , Дж

§ Коэффициент нелинейности λ — определяется отношением его статического сопротивления R к динамическому сопротивлению R_d:

,

§ Температурные коэффициенты (статическое . сопротивления, напряжения, тока) — для всех типов варисторов не превышает 0,1 % на градус.