什么是压敏电阻？压敏电阻的工作原理

压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的特殊电阻器件，英文名称叫Voltage Dependent Resistor，简写为VDR ，或者叫做Varistor。

压敏电阻不是真正的电阻，而是一种具有瞬态电压抑制功能的元件，一般无正负极之分，这一点不同于TVS，使用时同样是并接与被保护IC或电路，压敏电阻的响应时间会比TVS慢一点。

当加到压敏电阻上的电压超过一定值时，它的阻值会迅速下降，以导通大电流，保护后端电路；当低于其工作电压时，压敏电阻阻值极高，相当于开路，不影响后端电路的工作状态。

压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌能量， 但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。

压敏电阻与被保护设备连接

再看一下压敏电阻的参数。

参数解读

如下是某一压敏电阻的电气参数。

某一压敏电阻电气参数

▉ 压敏电压

指击穿电压或阈值电压，特定电流下测得的压敏电阻两端的电压，一般是1mA直流电流通入压敏电阻时测试得到的。

一般符号是Vb@1mA(DC)或者V1mA。

▉ 最大工作电压

分为交流和直流两种情况。对交流来说，一般用AC RMS表示，指的是加在压敏电阻上的交流有效值不能超过这个值，上面SPEC的Vwac指加在压敏电阻上的交流电压有效值不能超过4V。对直流来说，被保护信号或者电路的最高电压不能超过这个值。

SPEC中的Vdc是5.5V，即对于即对于5.5V以上的直流电路来说，这个压敏电阻是不合适的。

▉ 最大钳位电压

指施加规定的脉冲能量波形如（8/20µs）时压敏电阻两端电压，从SPEC看，对压敏电阻施加8/20µs脉冲波形时，最大钳位电压是18V。8/20us脉冲指的是8us达到100%Ipp，20us达到50%Ipp。

8/20µs脉冲能量波形

▉ 能量耐量

指施加规定的脉冲能量波形（如10/1000µs波形）时压敏电阻吸收的最大能量，符号用E表示，单位是J（焦耳Joule），压敏电阻的片径越大，它的能量耐量越大，耐冲击电流也越大。

能量耐量的计算公式是：W=KIVT，I是流过压敏电阻的峰值电流，K是电流I的波形系数，不同的脉冲波形系数K不一样（2ms的方波K=1，8/20μs的波形K=1.4，10/1000μs的波形K=1.4），T是电流的持续时间，V是电流为I时压敏电阻两端的电压。

10/1000µs脉冲能量波形

▉ 浪涌电流

指的是施加规定的脉冲能量波形（如8/20µs）时，压敏电阻的电气特性不会下降的最大电流，从SPEC上可以看到此压敏电阻，在8/20µs脉冲波形下，最大浪涌电流到3A。

有这么定义的：1次，以 8/20μs 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 8/20μs 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。

在一些资料上，会有通流容量这个概念，也可以把最大浪涌电流看作通流容量，通流容量比较难计算，多个压敏电阻并联，其压敏电压不变，通流量等于几者之和，要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同，否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻对选型来说，一般参照SPEC即可。

▉ 静电电容

指的是压敏电阻器本身固有的电容容量，一般测试条件是振荡器频率为1KHz或1MHz，振荡器电压1Vrms。

▉ 漏电流

现在一般SPEC不给出压敏电阻的漏电流参数，漏电流又称为等待电流，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。

选型要点

压敏电阻的选型，我总结了如下几点。

一、在交流回路中，V1mA(min)≥(2.2~2.5)*Vac，Vac是被保护交流电路工作电压有效值。

二、在直流回路中，V1mA(min)≥(1.6~2)*Vdc，Vdc是直流电路最大工作电压。

三、 如果被保护电路工作电压或耐压较低，而浪涌能量又比较大，则可选择压敏电压较低、片径较大的压敏电阻器。

四、如果工作电压或耐压较高，可选择压敏电压较高的压敏电阻器，既保护了电路，又能延长压敏电阻寿命。

五、压敏电阻的电容量一般是几十到几百pF，不能用在高频信号中，一般用在低频信号，直流电源和交流电源。

再来看看压敏电阻的分类。

按结构分：可以分为结型压敏电阻器、体型压敏电阻器、单颗粒层压敏电阻器和薄膜压敏电阻器。

按使用材料分：可分为氧化锌压敏电阻器、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。

按伏安特性分：可分为对称型压敏电阻器（无极性）和非对称型压敏电阻器（有极性），我们一般使用的压敏电阻都是没有极性的。