氧化鋅壓敏電阻器的工頻過電壓（TOV）特性
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
氧化鋅壓敏電阻器自身性能的形成當(dāng)然是配方和工藝共同作用的效果，我們只討論已形成氧化鋅壓敏電阻器性能對TOV特性的影響，從而為提高氧化鋅壓敏電阻器的TOV特性提供方向。
對于同一規(guī)格的氧化鋅壓敏電阻器，其壓敏電壓不會是同一個值，總會有一定的離散分布。在同一幅值的TOV電壓施加時，壓敏電壓高的產(chǎn)品就會比壓敏電壓低的產(chǎn)品負荷低，從而前者會表現(xiàn)出較長的TOV耐受時間，前者的TOV耐受特性優(yōu)于后者。但壓敏電壓不是氧化鋅壓敏電阻器性能中影響TOV耐受特性的本質(zhì)。為了從本質(zhì)上找出影響TOV特性的氧化鋅壓敏電阻器的自身因素，以下的討論是基于壓敏電壓相同的同一規(guī)格的氧化鋅壓敏電阻器，在同一幅值的TOV電壓作用下，影響TOV耐受時間長短的本質(zhì)因素。
可以耐受給定幅值的TOV電壓的時間赿長，氧化鋅壓敏電阻器的TOV耐受時間特性赿好，TOV耐受能力赿強。
(1) 要使耐受TOV電壓的時間長而不發(fā)生損壞或不發(fā)生熱崩潰，則需要耐受更大的能量，所以提高氧化鋅壓敏電阻器可耐受的TOV能量，就能提高產(chǎn)品的TOV耐受特性。產(chǎn)品可耐受的能量，與產(chǎn)品的均勻性和熱穩(wěn)定性相關(guān)，均勻性和熱穩(wěn)定性直接與配方和工藝過程相關(guān)，通過提高產(chǎn)品的均勻性和熱穩(wěn)定來提高其TOV耐受特性是可行的。
(2) 要使耐受的TOV電壓的時間長，就必須將能量消耗拉長，溫升減慢，這就需要通過降低TOV電壓施加后流過的電流來降低TOV功耗，也就是要求氧化鋅壓敏電阻器在TOV工作區(qū)具有合適的伏安特性和伏安特性溫度特性。對應(yīng)于TOV電壓時流過氧化鋅壓敏電阻器的電流赿小，功率就赿??；TOV工作區(qū)的電壓溫度系數(shù)正或負的很小，也就是電流溫度系數(shù)為負或正的很小，隨著TOV電壓施加時溫度的升高流過的電流向小變化或變大趨勢小，功率變小或變大很小，這均會提高TOV耐受時間，從而提高TOV耐受特性，合適的伏安特性需要相應(yīng)的配方和工藝來實現(xiàn)。
所以，就氧化鋅壓敏電阻器自身來說，均勻性、熱穩(wěn)定性、TOV工作區(qū)的伏安特性和伏安特性的溫度特性影響TOV耐受特性。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/230973.htm
圖1 沖擊前后伏安特性的變化
4 相關(guān)文獻對TOV特性影響因素的討論
4.1 熱處理對氧化鋅壓敏電阻器TOV耐受性能的影響
文獻[2]討論熱處理對氧化鋅壓敏電阻器工頻過電壓耐受特性。其試驗數(shù)據(jù)表明，施加85%U1mA的工頻交流電壓時，隨著熱處理溫度的提高和時間的加長，其初始電流增大，耐受時間減小，TOV特性變差，其觀點認(rèn)為熱處理會使TOV耐受特性變差。
其實，正如前文所述，文獻[2]中熱處理改變了產(chǎn)品TOV電壓工作區(qū)的伏安特性，伏安特性曲線向電壓增大的方向移動，使得對應(yīng)TOV電壓的電流增大，從而使耐受時間變短，TOV特性變差。
4.2 限制電壓對TOV耐受特性的影響
文獻[1]討論氧化鋅壓敏電阻器的限制電壓與工頻過電壓耐受性能的關(guān)系。其試驗數(shù)據(jù)指出，壓敏電壓同為556V的14Φ產(chǎn)品，施加最大允許交流工作電壓1.25倍的過電壓，不同限制電壓的產(chǎn)品呈現(xiàn)不同的耐受時間，限制電壓大則耐受時間長，TOV特性好。
實際上，試驗中過電壓工作點的氧化鋅壓敏電阻器流過的電流也就是數(shù)10mA，而測試限制電壓時的電流則在50A，限制電壓大對應(yīng)的大電阻值只是50A時的值，不能直接表示數(shù)10mA時的電阻值。而是由于氧化鋅壓敏電阻器伏安特性的連續(xù)性趨勢，根據(jù)50A時大限制電壓可以推知數(shù)10mA的電壓也大而獲得大電阻。其實質(zhì)是大限制電壓的產(chǎn)品的伏安特性曲線向高電壓偏移，同樣的TOV電壓時大限制電壓產(chǎn)品顯示出大的電阻值，功率小而TOV耐受特性好。
4.3 8/20μs脈沖沖擊處理對TOV特性的影響
文獻[3]和[7]討論了8/20μs脈沖沖擊處理對TOV特性的影響。文中指出，8/20μs脈沖沖擊處理后氧化鋅壓敏電阻器的TOV耐受特性提高了。
這同樣是因為8/20μs脈沖沖擊處理后改變了產(chǎn)品的伏安特性，使得TOV電壓工作區(qū)的曲線向高電壓偏移，降低了工作功率，提高了TOV耐受時間。
表1是14D681產(chǎn)品不同沖擊強度后VI特性變化的數(shù)據(jù)。圖1是VI特性變化的示意圖，其中顯見，沖擊確實改變了伏安特性曲線，使1mA以下的區(qū)間電壓變?。ㄗ柚底冃。?mA以上的區(qū)間電壓變大（阻值變大）。這也是沖擊能提高TOV特性的原因。
規(guī)定TOV絕對幅值時，沖擊引起一個工作點的TOV特性變好，并不能說明在所有TOV電壓工作區(qū)段均可以提高TOV耐受特性?？梢詮谋?和圖1看出，在較低工作點附近沖擊引起氧化鋅壓敏電阻器電壓下降電阻值降低，如果TOV工作點在此則會產(chǎn)生大的工作電流而加大功率，導(dǎo)致TOV耐受特性下降；而在再大一點的工作點，則有可能因沖擊引起氧化鋅壓敏電阻器電壓升高電阻增大，導(dǎo)致TOV耐受特性的下降。而通常沖擊會引起小于1mA的工作區(qū)電壓降低，加電時功率變大，從而也能解釋沖擊會導(dǎo)致靜態(tài)壽命降低。
對于以壓敏電壓的比例給出的TOV電壓幅值，從圖1可以看出，沖擊總會引起伏安特性的非線性變差，所以施加相對幅值的TOV電壓時，總能獲得變小的電流值，減小功率而提高TOV耐受特性。但隨著沖擊強度的加大，對壓敏電阻結(jié)構(gòu)的損壞會嚴(yán)重降低均勻性和熱穩(wěn)定性，使其能量吸收能力變得很低。當(dāng)這一因素起決定作用時，沖擊就會降低TOV耐受特性，這也與文獻中的結(jié)果相符。
評論