压敏陶瓷简介ppt课件.ppt

压敏陶瓷 1 Q1 压敏陶瓷的 压 是什么意思 答对有奖 Q2 压敏陶瓷有什么功能呢 Q3 压敏陶瓷用什么材料做的 Q4 它的前途怎样 先来考考大家 要解决以上的问题 我们得从专家的角度开始思考 比如 2 来 我们一个个的解决吧 压敏陶瓷 压敏陶瓷材料是指在某一特定电压范围内具有非线性欧姆 V I 特性 其电阻值随电压的增加而急剧减小的一种半导体陶瓷材料 真棒 下一个问题 压敏陶瓷有什么功能 根据这种非线性V I特性 可以用这种半导体陶瓷材料制成非线性电阻元件 即压敏电阻器 这是发挥功能的东西 预知为何 详见下张 3 压敏电阻器应用在哪些地方呢 压敏电阻器可以用于抑制电压浪涌 过电压保护 由于压敏电阻器在保护电力设备安全 保障电子仪器正常稳定工作方面有重要作用 且由于其造价低廉 制作方便 因此在航天 航空 国防 电力 通讯 交通和家用电器等许多领域得以广泛的应用 可以缓高压 可以避雷 还能超导 牛吧 4 1 压敏陶瓷的代表2 压敏陶瓷的发展历史3 压敏陶瓷的基本特性4 氧化锌压敏陶瓷5 其他压敏陶瓷简介6 压敏陶瓷的发展方向 现在进入探索模式 5 1 压敏陶瓷材料代表 SiC ZnO 佼佼者 BaTiO3 Fe2O3 SnO2 SrTiO3 2 压敏陶瓷历史 20世纪30年代由贝尔实验室制成SiC陶瓷 1968年日本松下公司的首先Matsuoka发现了一种新型陶瓷材料 ZnO 目前 应用最广 性能最好的是氧化锌压敏半导体陶瓷 依据特性 BaTiO3 Fe2O3利用的是电极与烧结体界面的非欧姆特性SiC ZnO SrTiO3利用的是晶界非欧姆特性 6 3 压敏陶瓷的基本特性 压敏电阻陶瓷具有非线性伏 安特性 对电压变化非常敏感 在某一临界电压以下 压敏电阻陶瓷电阻值非常高 几乎没有电流 但当超过这一临界电压时 电阻将急剧变化 并且有电流通过 随着电压的少许增加 电流会很快增大 压敏电阻陶瓷的这种电流 电压特性曲线如图所示 1 齐钠二极管 2 SiC压敏电阻 3 ZnO压敏电阻 4 线性电阻 5 ZnO压敏电阻 7 由图可见 压敏电阻陶瓷的I U特性不是一条直线 其电阻值在一定电流范围内呈非线性变化 因此 压敏电阻又称非线性电阻 用这种陶瓷制造的器件叫非线性电阻器 3 压敏陶瓷的基本特性 8 3 1 压敏电阻器的主要参数 3 压敏陶瓷的基本特性 压敏电阻器的主要参数有标称电压 电压比 最大控制电压 残压比 通流容量 漏电流 电压温度系数 电流温度系数 电压非线性系数 绝缘电阻 静态电容等 9 1 压敏电压 指通过1mA直流电流时 压敏电阻器两端的电压值 体积小的或者高电压的压敏电阻为了避开发热 有的将测定电流设定为0 1mA 2 最大限制电压 最大限制电压是指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值 3 通流容量 通流容量也称通流量 是指在规定的条件 以规定的时间间隔和次数 施加标准的冲击电流 下 允许通过压敏电阻器上的最大脉冲 峰值 电流值 4 最大能量 能量耐量 压敏电阻所吸收的能量通常按下式计算W kIVT J 其中I为流过压敏电阻的峰值 V为在电流I流过压敏电阻时压敏电阻两端的电压 T为电流持续时间 k为电流I的波形系数 一般来说压敏电阻的片径越大 它的能量耐量越大 冲击电流也越大 10 5 电压比 电压比是指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0 1mA时产生的电压值之比 6 额定功率 在规定的环境温度下所能消耗的最大功率 7 最大峰值电流一次 以8 20 s标准波形的电流作一次冲击的最大电流值 此时压敏电压变化率仍在 10 以内 2次 以8 20 s标准波形的电流作两次冲击的最大电流值 两次冲击时间间隔为5分钟 此时压敏电压变化率仍在 10 以内 8 残压比 流过压敏电阻器的电流为某一值时 在它两端所产生的电压称为这一电流值为残压 残压比则的残压与标称电压之比 9 漏电流 漏电流又称等待电流 是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下 流过压敏电阻器的电流 11 10 电压温度系数 电压温度系数是指在规定的温度范围 温度为20 70 内 压敏电阻器标称电压的变化率 即在通过压敏电阻器的电流保持恒定时 温度改变1 时压敏电阻两端的相对变化 11 电流温度系数 电流温度系数是指在压敏电阻器的两端电压保持恒定时 温度改变1 时 流过压敏电阻器电流的相对变化 12 电压非线性系数 电压非线性系数是指压敏电阻器在给定的外加电压作用下 其静态电阻值与动态电阻值之比 13 绝缘电阻 绝缘电阻是指压敏电阻器的引出线 引脚 与电阻体绝缘表面之间的电阻值 14 静态电容 静态电容是指压敏电阻器本身固有的电容容量 12 4 氧化锌压敏陶瓷ZnO系压敏电阻陶瓷是压敏电阻陶瓷中性能最优的一种材料 成分是ZnO 并添加Bi2O3 CoO MnO Cr2O3 Sb2O3 TiO2 SiO2 PbO等氧化物经改性烧结而成 13 氧化锌压敏电阻的应用ZnO压敏电阻器的应用很广 可归结为如下两方面 过压保护 稳定电压 14 过压保护各种大型整流设备 大型电磁铁 大型电机 通讯电路 民用设备在开关时 会引起很高的过电压 需要进行保护 以延长使用寿命 故在电路中接入压敏电阻可以抑制过电压 此外 压敏电阻还可作晶体管保护 变压器次级电路的半导体器件的保护以及大气过电压保护等 15 稳定电压由于氧化锌压敏电阻具有优异的非线性和短的响应时间 且温度系数小 压敏电压的稳定度高 故在稳压方面得以应用 压敏电阻器可用于彩色电视接收机 卫星地面站彩色监视器及电子计算机末端数字显示装置中稳定显像管阳极高压 以提高图像质量等 16 氧化锌压敏电阻的微观结构 17 压敏电阻器的工作特性曲线 压敏电阻器的工作特性曲线如左图所示 通过它可以更明确看出压敏电阻器对过电压的保护作用 直线段为电路总阻抗Zs所确定的负载线 曲线是压敏电阻器伏安特性曲线 两者的交点Q即为保护工作点 是它对应的限制电压为Vc 它使用了压敏电阻器后加在用电器具上的工作电压 Vs为浪涌电压 它已超过了用电器具的耐压值Vl 加入压敏电阻器后 工作电压V小于Vl 有效地保护了用电器具 18 压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件 可以用来代替瞬态抑制二极管 齐纳二极管和电容器的组合 压敏电阻器可以对IC及其它设备的电路进行保护 防止因静电放电 浪涌及其它瞬态电流 如雷击等 而造成对它们的损坏 使用时只需将压敏电阻器并接于被保护的IC或设备电路上 当电压瞬间高于某一数值时 压敏电阻器阻值迅速下降 导通大电流 从而保护IC或电器设备 当电压低于压敏电阻器工作电压值时 压敏电阻器阻值极高 近乎开路 因而不会影响器件或电器设备的正常工作 19 当电源为220V时压敏电阻的阻值是无穷大 当峰值电压超过470V时 220V电压的峰值是311V 压敏电阻立刻击穿短路 保险丝也会熔断 高电压就进不去设备端 从而有效保护电子电路不受侵害 更换压敏电阻时在电阻体上需裹上绝缘材料加以保护 以防飞弧 使用压敏电阻时之前必须加装保险丝 压敏电阻一但击穿短路是不可恢复的 必须更换 正常的压敏电阻用万用表测量是无穷大的 20 五 压敏电阻的生产 21 5 其他压敏陶瓷简介 5 1SrTiO系和TiO系压敏电阻 5 2多层结构压敏电阻器 MLV 5 3ZnO基低压压敏陶瓷 22 6 压敏陶瓷的发展方向 Z