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興勤（常州）電子有限公司TVR壓敏電阻器相關知識講義目錄TVR生產工藝流程圖ZnO壓敏電阻器基礎知識壓敏電阻器基本特性的測試及判定TVR壓敏電阻器基本知識及應用TVR產品應用舉例及特性要求說明氧化鋅非線性電阻的電參數測試氧化鋅器件的工作壽命TVR品質工程圖TVR壓敏電阻器OQA檢驗標準品管點導線成型配輔料攪拌磨助劑制備膠體磨加濕烘干過篩制粒排膠成型燒結主料秤量瓷片庫熱處理品管點品管點品管點品管點清洗烘干挑片印銀燒銀銀片分選插片上架焊接預熱涂裝烘烤下架切腳打印精選外觀包裝原料庫品管點成品庫品管點品管點品管點品管點品管點品管點品管點品管點品管點純水制備品管點興勤（常州）電子有限公司TVR生產工藝流程圖興勤（常州）電子有限公司ZnO壓敏電阻器基礎知識一、ZnO壓敏電阻器的特點﹕ZnO壓敏電阻器首先由日本松下公司于60年代末70年代初發展起來的一種電子陶瓷敏感元件，而國內則在70年代末80年代初開始發展。ZnO壓敏電阻器的主要功能是探測和抑制反復出現的浪涌電壓及過電壓並吸收浪涌過電流而自身不會被破壞，它具有優良的非線性伏安特性，具有優異的保護特性，在穩態工作電壓下的漏電流很小（可稱得上是零功耗）ZnO壓敏電阻器既可以用于直流，也可以用于交流，電壓範圍寬，可以從幾伏到數萬伏，電流範圍也較寬，可以從毫安級到千安級，對浪涌的響應時間短（不超過50nS），浪涌過後馬上恢復到正常工作狀態，無續流。二、ZnO壓敏電阻器的微結構﹕1.化學組成﹕ZnO壓敏電阻器瓷體的化學組成是由90%左右的ZnO主料和多種過渡族金屬氧化物或者稀土金屬氧化物添加料所組成。2.工藝流程﹕ZnO壓敏電阻器制造工藝采用常規電子陶瓷制造工藝，可以分為以下幾個步驟﹕配料混合制粒成型燒結制備電極組裝測試檢驗入庫3.ZnO壓敏電阻器的微結構﹕下圖為ZnO壓敏電阻器瓷體內部的顯微結構示意圖﹕從圖中可以看出，瓷體內部是由許多平均尺寸為“d”的ZnO晶粒所組成的多晶陶瓷體，晶粒與晶粒之間為平均厚度約2mm的晶界層，純的ZnO晶粒是絕緣體，但是在瓷體中經過半導化處理後，其電阻率很低，不大于0.3Ωcm，而晶界層的電阻率很高，為絕緣體。每個微區的晶界及其相鄰的晶粒組成一個個“半導體結”，從而表現出非線性導電特性，至于其觀理的導電機理則很復雜。d4.“電壓梯度”的概念﹕ZnO壓敏電阻器的“電壓梯度”，也稱為材料常數，定義為單位厚度上的壓敏電壓，它是由配方及工藝決定的結構敏感性參數。上述每個“半導體結”上的電壓降是恆定的，約為2～3V，此值與晶粒尺寸“d”無關。因此，當電阻體厚度一定時，其總的壓降決定于厚度方向上“半導體結”的個數。由于陶瓷工藝本身條件的限制，坯片的厚度很難做到很薄（0.5mm）或很厚（6mm），因此，僅僅一種電壓梯度的瓷料是難以滿足實際使用要求的。常規做法是通過研制配方及工藝，使得“d”能夠可調，從而改變單位厚度上“半導體結”的個數，得到所需要的電壓，當然，實際調整時還必須兼顧到其它性能。目前，TVR有八種電壓梯度的瓷料。三、ZnO壓敏電阻器的伏安特性﹕上圖為ZnO壓敏電阻器的V/A曲線示意圖，按照實際工作狀態，可以分為三個區域，即預擊穿區（小電流區或漏電流區），擊穿區（非線性區或工作區）和上升區（大電流區或導通區）1.預擊穿區﹕壓敏電阻器工作在此狀態時，壓敏電阻的電阻值很大，約有109Ω,此時流經電阻體的電流很小，為50uA左右，該電流即為漏電流，同時，在此區域內的伏安牲近似為線性關系，即近似符合歐姆定律。2.擊穿區﹕壓敏電阻器工作在此狀態時，表現出強烈的非線性特征，表征這種特性的參數是非線性系數和限制電壓，在此區域的伏安特性遵循I=KVα,α為非線性系數。ZnO壓敏電阻器抑制過電壓的功能就是在此區域內表現出來。3.上升區﹕當流經電阻體的電流接近其所能承受的極限值（根據直徑大小，可從50A～50KA）時，其伏安曲線又呈現出線性特征，電阻體處于導通狀態而近乎為一個導體，其電阻值與ZnO晶粒的電阻相當，約為1～10Ω。四、TVR基本術語﹕1.壓敏電壓﹕定義為規定電流下的電阻體端電壓，通常用0.1mA或1mA電流下的端電阻來表示。2.電壓比﹕對于TVR通用型壓敏電阻器，壓比定義為Rv=V1mA/V0.1mA它是表征壓敏電阻非線性程度的一個參數，壓比與非線性系數（α）的關系為﹕α=1/lgRv=1/lg（V1mA/V0.1mA）3.最大連續工作電壓﹕它表示壓敏電阻在此負荷條件下能安全工作的能力，此參數不能直接測量到，通常以1000小時壽命試驗來評估。4.漏電流﹕它是壓敏電阻工作在小電流區的特性，當施加在壓敏電阻上的電壓負荷不超過最大連續工作電壓時，流經電阻體的電流，單位為MA.預擊穿區非線性區上升區V(V)I(A)5.限制電壓﹕表征壓敏電阻能將浪涌電壓抑制在某個電平以下的能力，常用規定輻值的雷電流沖擊產品時，其兩端的脈沖電壓輻值來表示，為了比較元件限壓性能的好壞，有時還用“限壓比”或“殘壓比”來表示，它是限制電壓與壓敏電壓的比值。6.通流量﹕指壓敏電阻器能夠承受脈沖電流沖擊的能力，這是一個極限參數，描述這一參數的三個因素為脈沖電流的頻次、波形和輻值、評價這參數所采用的電流波形一般是8×20uS雷電流波，10×1000uS雙指數波或者2ms矩形波，脈沖愈寬，作用次數愈多，允許的脈沖電流輻值愈小。7.最大能量﹕是指壓敏電阻器能夠承受的最大脈沖能量。8.平均脈沖功率﹕是指在連續脈沖作用下、壓敏電阻器能夠承受的最大平均功率。9.最大電容量﹕這是一個參考指標，一般不作考核。10.響應時間﹕它表征壓敏電阻器對脈沖電壓或者脈沖電流的響應特性，ZnO壓敏電阻器的脈沖響應時間不超過20～50ns。五、典型應用﹕1.電源線/信號線的線間及線地間保護a.線間聯接﹕b.線地聯接﹕電子裝置電源線或者信號線被保護設備電源線或者信號線電子裝置電源線或者信號線2.電路中的聯接﹕a.與感性負荷並聯感性負載b.與RC回路組合使用感性負載3.接點間聯接﹕a.接點間聯接﹕負載電源b.可控矽保護﹕c.晶體管保護﹕d.穩壓作用﹕主要用于穩定顯像管的陽極高壓六、英文表達或縮寫﹕1.TVR----ThinkingVaristor2.TVSS----TransientVoltageSurgeSuppressor3.壓敏電壓----VaristorVoltage（NormalVaristorVoltage）4.最大連續工作電壓----MaximumOperationVoltage（MaximumAllowableVoltage）5.非線性系數----NonlinerCoefficient6.漏電流----LeakageCurrent7.限制電壓----ClampingVoltage8.額定值----Ratings9.工作溫度範圍----OperatingTemperatureRange10.響應時間----RespongeTime一、壓敏電阻器基本特性的測試及判定1.1、壓敏電阻器基本特性的測試方法及使用之儀器設備序號基本特性測量儀器儀器測試方法說明1壓敏電阻器三參數(1)壓敏電壓V1mA(2)壓比V1mA/V0.1Ma(3)漏電流IL三參數儀分別測量壓敏電阻器兩端在0.1mA，1mA電流下的壓敏電壓值，並自動顯示V1mA/V0.1mA比值(壓比)，及壓敏電阻器在一定加壓比(83%或75%V1mA)下測得的電流即IL2最大限制電壓MAXCLAMPINGVOLTAGE限制電壓測試儀測量壓敏電阻器在8/20uS波規定電流值沖擊下的限制電壓值，沖擊電流值依生產廠家的產品目錄或詳細規範設定和調整。3最大允許電壓MAXALLOWABLEVOLTAGE可調電源恆溫箱(85℃)數字電表將壓敏電阻器加上最大連續工作電壓置于恆溫箱（85℃）中，工作1000HRS後測量壓敏電壓變化率應有V1mA/V1mA＜＝+/-10%4最大能量MAXENERGY10/1000uS能量沖擊台對壓敏電阻器施加10/1000uS波的沖擊電流，沖擊電流峰值依生產廠家的產品目錄或詳細規範和調整。5最大沖擊電流MAXPEAKCURRENT8/20uS雷電流沖擊台對壓敏電阻器施加8/20uS波的沖擊電流，沖擊電流峰值依生產廠家的產品目錄或詳細規範和調整。6額定功率RATEDPOWER數字電流表數字電壓表可調電源在85℃工作1000hr使壓敏電壓變化率，V1mA/V1mA＜＝+/-10%之最大功率。7最大電容量MAXCAPACITANGELCR數字電橋在一定頻率（1KHZ）和零偏置電壓下測電容量。8沖擊壽命減額曲線SURGELIFETIMESRATINGS8/20uS雷電流沖擊台依生產廠家的產品目錄或詳細規範給出的減額曲線，對壓敏電阻器施加速續脈沖（一般為8/20uS、10000次、間隔10S），測其沖擊前後的V1mA變化。9V—I特性曲線V—ICHARACTERISTICCURVEV—I特性測試儀對壓敏電阻器施加一定電壓，測出電流值。作出V—I特性曲線。10額定功率減額曲線POWERDERATINGCURVE數字電流表,數字電壓表,紅外測溫儀,可調電源,恆溫箱同序號6，當環境溫度超過85℃使用時，額定功率應相對減小使用。TVR壓敏電阻器基本知識及應用一、浪涌吸收器的基本知識﹕1.1使用浪涌吸收器的主要目的1.2浪涌吸收器應具備的基本特征1.3浪涌吸收器的主要分類及各自特點二、氧化鋅壓敏電阻器的基本知識2.1壓敏電阻器2.2結構、工作原理和基本特性2.3制造方法2.4電性能三、武進興勤TVR的基本知識3.1參數名詞說明3.2沖擊減額曲線3.3V—I特性曲線3.4額定功率減額曲線3.5產品編碼說明3.6TVR可靠性試驗四、如何選用TVR壓敏電阻4.1使用TVR中的設計問題4.2設計、選用檢查表及流程1.2、如何判定壓敏電阻器的好壞判定一顆壓敏電阻器性能是否優良，從使用目的性來看，主要可從以下幾個方面來進行﹕(1)從壓敏電阻器的保護功能、使用目的來看，性能優良的壓敏電阻器，其一定8/20uS波沖擊電流下的限制電壓應盡量低。(2)從壓敏電阻器的使用壽命來看，其耐沖擊能力應盡量大，允許8/20uS、10/1000uS波一次通流量應盡量高。(3)從壓敏電阻器應不影響線路正常工作來看，在施加最大連續電壓時，漏電流應盡量小。(4)供應廠商產品的性能價格比，一般來講，各個主要性能指標均應符合生產廠家的產品詳細規範。一、浪涌吸收器的基本知識﹕1.1使用浪涌吸收器的主目的﹕a)提高設備的可靠性b)降低維修費用c)提高了設備設計的經濟性d)其他效果﹕（如延長開關接點的壽命，使機器小型化、輕量化等）1.2浪涌吸收器應具備的基本特性﹕a)它應能分辨出是浪涌電壓還是正常工作電壓，並只對浪涌電壓起響應。b)在吸收浪涌電壓時，浪涌吸收器兩端的電壓（限制電壓）必須低于浪涌電壓。c)在吸收浪涌電壓以後應立即停止工作，並準備好響應下一次浪涌過電壓。1.3浪涌吸收器的主要分類及各自特點﹕1.3.1放電間隙（火花隙）浪涌吸收器﹕優點﹕a)吸收浪涌的能力強。b)極間電容量小，高頻信號損失小。缺點﹕a)放電響應速度慢。b)放電開始電壓的分散性大。c)放電開始電壓受周圍環境條件（溫度、光照、濕度、氣壓等）的影響大。d)對直流、交流和脈沖電壓的放電開始電壓不相同。e)有可能發生續流。1.3.2半導體型浪涌吸收器﹕1.3.2.1壓敏電阻器a)SIC壓敏電阻器﹕I)因電壓非線性指數不高，因此漏電流大，限制電壓高；II)材料性能穩定，吸收浪涌的能力強，在電壓避雷器中作為特征功能元件；III)價格低廉。b)Se壓敏電阻器﹕I)與SIC壓敏電阻相類似，因電壓非線性指數不大，故漏電流大，限制電壓高；II)尺寸較大；III)吸收浪涌的能力不大；IV)濕度特性差；V)對浪涌電流的工作壽命短；VI)因其伏安特性是非對稱的，在交流電路中使用時，必須用兩只背靠背地串聯；VII)能輕受瞬時過負荷，它有很好的散熱效應。c)ZnO壓敏電阻器﹕I)因其電壓非線性指數大，漏電流小得可不考慮，限制電壓也低；I