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              分析貼片壓敏電阻參數特性

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              分析貼片壓敏電阻參數特性

              2021-10-29 11:34:13

              貼片壓敏電阻器是一種瞬態浪涌電壓抑制器,可在板極對IC及其它電路進行保護,防止因靜電釋放ESD、浪涌及其它瞬態電流造成的損壞,目前應用范圍從移動電話、DC電源、不間斷電源、計算機、消費類電子產品如數字聲頻/視頻設備、視頻游戲、數字相機和手提電腦和智能手機等。


              瞬態浪涌電壓是由雷電、電磁脈沖、火花放電或靜電放電等現象產生的,幾乎存在于每個交直流電子線路中。對于上述浪涌電壓,以前的電路設計者使用電阻、電容、電感元件、氧化鋅壓敏電阻和齊納二極管等來保護線路中的半導體元器件。近年來開發的一種新型 貼片壓敏感電阻器,能夠有效地抑制集成電路中的瞬態浪涌電壓,由于其元引線、體積小、響應速度快、通流容量大、限制電壓低、溫度特性好等特點,與傳統引線型壓敏電阻器相比,能夠更有效地抑制瞬態浪涌電壓,因而在IC保護、CMOS、MOSFET器件、汽車電子線路保護、I/O保護等方面均得到廣泛的應用。

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              主要品種

              貼片壓敏電阻器的品種目前從尺寸上分主要有:0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812、2220等。從功能上分有:通用型、高能型、高溫型和高頻型。一般地,0201、0402和0603常用于ESD防護,0805、1206通常用于能量和頻率均不太高場合下的浪涌吸收,1812和2220用于高能浪涌吸收。高溫場合如汽車電子用的貼片壓敏電阻,需要獨特的材料和設計,確保高溫下元件的可靠性能。


              基本結構

              貼片壓敏電阻器是中用流延工藝將電極層和半導體功能陶瓷層交錯排布經燒結而成的半導體陶瓷元件,層間電極與元件的端面電極交錯相連,增大相對電極的有效面積,因而提高了元件的耐受浪涌電壓的能力。


              貼片壓敏電阻器的壓敏電壓即浪涌響應電壓取決于兩個電極層間厚度,與整個元件的厚度無關。元件的通流容量主要由交錯疊層的數量決定,并隨元件的尺寸增大而增大。

              基本電性能參數


              壓敏特性:貼片壓敏電阻器是一種對電壓敏感的電阻器,具有對稱的伏安特性,其阻值隨著外加電壓上升呈非線性下降,當電壓在一定范圍內進一步上升時,這種非線性響應更加劇烈。


              直流工作電壓:在規定的環境條件下,保證貼片壓敏感電阻器正常工作所允許連續施加的大直流電壓值,它也作為測量漏電流的參考點,此電壓通常小于元件的壓敏電壓。


              交流工作電壓:在規定的環境條件下,保證貼片壓敏感電阻器正常工作所允許連續施加的大交流電壓值。


              大浪涌電流(峰值電流Ip):在規定的脈沖波形(8/20us)和相應的電壓下,保證貼片壓敏電阻器正常工作所允許的大電流。這個脈沖可以從元件的任一端施加。


              大浪涌能量(能量耐量Es):在規定的脈沖波形(10/1000us)下,保證貼片壓敏電阻器正常工作所能承受的大的脈沖能量。


              漏電流(IL): 在非傳導模式下,該元件具有非常高的阻抗(接近1.0E+9歐姆),在系統中呈開路狀態,此時漏電流非常低(室溫下<5uA)。與齊納二極管不同,貼片壓敏電阻器具有低漏電流特性,在高工作溫度下,漏電流不超過50uA.。


              壓敏電壓:該電壓是貼片壓敏電阻器從開路狀態進入導通狀態的電壓值,標稱壓敏電壓通常為1mA直流電流所對應的電壓。


              限制電壓:在規定的脈沖波形(8/20us)和相應的電流下,元件兩端產生的峰值電壓。需指出的是峰值電壓和峰值電流的產生在時間上不一定要一致。


              靜電容量:元件在規定頻率(1MHZ或1KHZ)和偏置電壓1.0V下的電容量。


              優點


              (1)體積小    與傳統的徑向引線壓敏電阻器和齊納二極管相比,貼片壓敏電阻器是它們體積的1/4到1/3。例如1206規格,長3.2mm 寬1.5mm,0603規格長1.6mm 寬0.8mm。


              (2)響應速度快  傳統的徑向引線壓敏電阻器響應時間一般為10~50ns,貼片壓敏電阻器因無引線,電感近為零,因此其響應時間可達到0.5~10ns. 如設計上優化,貼片壓敏電阻器的響應時間可達到0.2ns,快速響應特性能對瞬態浪涌進行有效抑制,并且可將其就應用范圍拓展到抗靜電放電和抗電磁脈沖方面。


              (3)限制電壓低  限制電壓的測量是在規定了某一試驗電流和波形下進行的,如8/20us。貼片壓敏電阻器能夠有效地把瞬態浪涌電壓限制在被保護元件的擊穿電壓之下,從而避免元件遭受浪涌電壓的危害。貼片壓敏電阻器由于具有特殊的結構而阻抗非常小,在擊穿狀態下僅有1~10歐姆,因此,貼片壓敏電阻器比使用徑向引線型壓敏電阻器可以在不改變線路阻抗和壓敏電阻安裝位置的前提下,降低限制電壓。


              (4)優良的溫度特性  貼片壓敏電阻的各項基本電性能在-55~125deg.c溫度范圍,幾乎不變。


              (5)強大的通流能力  特殊的結構使多層電極和半導體陶瓷層疊加使得具有大的有效正對通電面積,因而可實現很大的通流容量。例如1206規格的,峰值電流可達到300A。


              (6)寬廣的電容量范圍  使用疊層工藝可根據使用需要設計介質疊印的層數,獲得所需的電容量,電容量范圍可在1~10000pF。




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