3.2 压敏电阻器实用电路
压敏电阻器是电子电路中用得比较多的敏感类电阻器。
压敏电阻器英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。
压敏电阻器阻值随加到电阻两端的电压大小变化而变化。加到压敏电阻器两端电压小于一定值时,压敏电阻器的阻值很大。当它两端的电压大到一定程度时,压敏电阻器阻值迅速减小。
常见的是对称型压敏电阻器,加在压敏电阻器两端的正向、反向电压具有相同的特性,说明压敏电阻器两根引脚不分正、负极性。非对称型压敏电阻器则有引脚极性之分。
3.2.1 压敏电阻器外形特征和电路符号
1.压敏电阻器外形特征
图3-7所示是压敏电阻器实物图。
图3-7 压敏电阻器实物图
从图3-7中可以看出,压敏电阻器有两根引脚,其外形与普通电阻器完全不一样。
(1)按结构分类,压敏电阻器有结型压敏电阻器、体型压敏电阻器、单颗粒层压敏电阻器和薄膜压敏电阻器等。
结型压敏电阻器是因为电阻体与金属电极之间的特殊接触才具有了非线性特性,体型压敏电阻器的非线性是由电阻体本身的半导体性质决定的。
(2)按使用材料分类,压敏电阻器有氧化锌压敏电阻器、碳化硅压敏电阻器、金属氧化物压敏电阻器、锗(硅)压敏电阻器、钛酸钡压敏电阻器等多种。
(3)按其伏安特性分类,压敏电阻器有对称型压敏电阻器(无极性)和非对称型压敏电阻器(有极性)。
2.压敏电阻器电路符号
图3-8所示是压敏电阻器电路符号。最新电路符号中可用字母R表示电阻器,U表示是压敏电阻器。除最新电路符号外,还会有其他形式的压敏电阻器电路符号。
图3-8 压敏电阻器电路符号
3.2.2 压敏电压器浪涌和瞬变防护电路
当压敏电压器用于浪涌和瞬变防护电路中时,通常有四种具体电路。
1.线间应用电路
图3-9所示是第一种应用电路,即为线间应用电路。这一电路的特点是将压敏电压器R1并联在电源线进线之间或是信号线与地线之间,当R1两端的电压达到击穿电压时,R1阻值迅速减小,达到过压保护目的。
作为压敏电阻器,典型的使用场合是在电源线及长距离传输的信号线遇到雷击而使导线存在浪涌脉冲等情况下对电子产品起保护作用。
一般在线间接入压敏电阻器可对线间的感应脉冲有效,而在线与地间接入压敏电阻则对传输线和大地间的感应脉冲有效。
图3-9 压敏电阻器线间应用电路
2.感性负载应用电路
图3-10所示是第二种应用电路,即感性负载应用电路。电路中R1是压敏电阻器,当电源开关S1断开时,感性负载两端会产生很大反向电动势,这时R1用于限制这一反向电动势,达到保护目的。
通常可以将压敏电阻器直接并联在感性负载上,但是根据电流种类和能量大小的不同,可以考虑采用RC串联吸收电路的形式。
图3-10 压敏电阻器感性负载应用电路
3.开关触点间应用电路
图3-11所示是第三种电路,即压敏电阻器接在开关触点间应用电路。电路中,R1是压敏电阻器,它接在电源开关S1的两个触点之间,用于吸收开关断开时的电弧,防止开关触点被电弧烧坏。
图3-11 压敏电阻器接在开关触点间应用电路
4.半导体器件中应用电路
图3-12所示是第四种电路,即用于保护半导体器件的电路。电路中,R1是压敏电阻器,它接在三极管VT1集电极与发射极之间,防止VT1集电极与发射极之间的电压过高而损坏三极管。这种的保护电路还可以用于晶闸管、大功率三极管等半导体器件电路中,这是一种对半导体器件的有效保护电路。
图3-12 压敏电阻器用来保护半导体器件电路
第四种类型主要用于半导体器件的保护连接,一般采用与保护器件并联的方式,以限制电压低于被保护器件的耐压等级。