与提供过流保护的保险丝或断路器不同，压敏电阻以类似于齐纳二极管的方式通过电压钳位提供过压保护。

“Varistor”一词是VARI -able resi- STOR一词的组合，用于描述其开发早期的工作模式，这有点误导，因为压敏电阻不能像电位计或变阻器那样手动变化.

但与电阻值可以在其值和值之间手动变化的可变电阻器不同，变阻器会随着其两端电压的变化自动改变其电阻值，从而使其成为电压相关的非线性电阻器或简称为 VDR。

现在压敏电阻的电阻体由半导体材料制成，使其成为一种具有非欧姆对称电压和电流特性的半导体电阻器，适用于交流和直流电压应用。

在许多方面，变阻器在尺寸和设计上看起来与电容器相似，并且经常被混淆为一个电容器。但是，电容器不能像变阻器那样抑制电压浪涌。当高压浪涌施加到电路时，结果通常对电路是灾难性的，因此变阻器在保护精密电子电路免受开关尖峰和过电压瞬变的影响方面起着重要作用。

瞬态浪涌起源于各种电路和电源，无论它们是使用交流电源还是直流电源工作，因为它们通常在电路本身内产生或从外部源传输到电路中。电路中的瞬变会迅速上升，将电压增加到数千伏，必须防止这些电压尖峰出现在精密的电子电路和组件中。

常见的电压瞬变源之一是L(di/dt)效应，该效应由电感线圈和变压器磁化电流的切换、直流电机切换应用以及荧光灯电路或其他电源浪涌的开启引起。

交流波形瞬变

压敏电阻连接在主电源的电路中，对于交流操作，相对中性、相对相，对于直流操作，是正对负，并且具有适合其应用的额定电压。变阻器也可用于直流电压稳定，特别是用于防止过电压脉冲的电子电路保护。

静态电阻

在正常操作下，变阻器具有非常高的电阻，因此是其名称的一部分，其工作方式与齐纳二极管类似，允许较低的阈值电压不受影响地通过。

然而，当压敏电阻两端的电压（任一极性）超过压敏电阻的额定值时，其有效电阻会随着电压的增加而急剧下降，如图所示。

我们从欧姆定律得知，固定电阻的电流-电压（IV）特性是一条直线，前提是R保持恒定。那么电流与电阻两端的电位差成正比。

但是压敏电阻的 IV 曲线不是直线，因为电压的微小变化会导致电流的显着变化。下面给出了标准变阻器的典型归一化电压与电流特性曲线。

特性曲线

从上面我们可以看出，压敏电阻具有对称的双向特性，即压敏电阻在正弦波形的两个方向（象限 Ι 和 ΙΙΙ）工作，其行为类似于两个背靠背连接的齐纳二极管。当不导通时，IV 曲线显示线性关系，因为流过压敏电阻的电流保持恒定且较低，只有几微安的“泄漏”电流。这是由于其高电阻充当开路并保持恒定，直到变阻器两端的电压（任一极性）达到特定的“额定电压”。

此额定或钳位电压是在指定的 1mA 直流电流下测得的压敏电阻两端的电压。也就是说，施加在其端子上的直流电压电平允许 1mA 的电流流过变阻器电阻体，而变阻器电阻体本身取决于其构造中使用的材料。在此电压水平下，变阻器开始从其绝缘状态变为其导通状态。

当压敏电阻两端的瞬态电压等于或大于额定值时，由于其半导体材料的雪崩效应，器件的电阻突然变得很小，使压敏电阻变成导体。流过变阻器的小漏电流迅速上升，但其两端的电压被限制在刚好高于变阻器电压的水平。

换句话说，压敏电阻通过允许更多电流流过它来自我调节其两端的瞬态电压，并且由于其陡峭的非线性 IV 曲线，它可以在狭窄的电压范围内传递广泛变化的电流，从而消除任何电压尖峰。

压敏电阻电容值

由于压敏电阻在其两个端子之间的主要导电区域表现得像电介质，低于其钳位电压时，压敏电阻就像电容器而不是电阻器。每个半导体变阻器的电容值直接取决于其面积，并与其厚度成反比。

当用于直流电路时，只要施加的电压不增加到钳位电压水平以上，变阻器的电容或多或少保持恒定，并在接近其额定连续直流电压时突然下降。

然而，在交流电路中，此电容会影响器件在其 IV 特性的非导电泄漏区域中的体电阻。由于它们通常与电气设备并联以保护其免受过电压影响，因此变阻器的漏电阻会随着频率的增加而迅速下降。

这种关系与频率和由此产生的并联电阻大致呈线性关系，其交流电抗X C可以使用普通电容器的常用1/(2π?C)来计算。然后随着频率的增加，它的漏电流也会增加。

但是，除了基于硅半导体的变阻器之外，还开发了金属氧化物变阻器来克服与其碳化硅表亲相关的一些限制。

金属氧化物压敏电阻

金属氧化物变阻器或简称MOV是一种电压相关电阻器，其中电阻材料是金属氧化物，主要是氧化锌 (ZnO)，被压入类似陶瓷的材料中。金属氧化物变阻器由大约 90% 的氧化锌作为陶瓷基材以及用于在氧化锌颗粒之间形成连接的其他填充材料组成。

金属氧化物变阻器现在是常见的电压钳位器件类型，可用于各种电压和电流。在其结构中使用金属氧化物意味着 MOV 在吸收短期电压瞬变方面非常有效，并且具有更高的能量处理能力。

与普通压敏电阻一样，金属氧化物压敏电阻在特定电压下开始导通，当电压低于阈值电压时停止导通。标准碳化硅 (SiC) 变阻器和 MOV 型变阻器之间的主要区别在于，通过 MOV 氧化锌材料的泄漏电流在正常工作条件下是非常小的电流，并且其在钳位瞬变中的操作速度要快得多。

MOV 通常具有径向引线和坚硬的蓝色或黑色环氧树脂外涂层，与盘式陶瓷电容器非常相似，可以以类似的方式物理安装在电路板和 PCB 上。典型金属氧化物变阻器的结构如下：

MOV建设

要为特定应用选择正确的 MOV，了解源阻抗和可能的瞬变脉冲功率。对于输入线路或相载瞬变，选择正确的 MOV 有点困难，因为电源的特性通常是未知的。一般来说，MOV 的选择通常只是一种有根据的猜测，用于保护电路免受电源瞬态和尖峰的影响。

然而，金属氧化物变阻器的变阻器电压范围很广，从大约 10 伏特到超过 1,000 伏特的交流或直流电压，因此了解电源电压有助于选择。例如，为此选择 MOV 或任何硅变阻器，对于电压，其连续均方根额定电压应刚好高于预期的电源电压，例如 120 伏电源为 130 伏均方根，230 伏电源为 260 伏均方根伏电源。

压敏电阻所能承受的浪涌电流值取决于瞬态脉冲宽度和脉冲重复次数。可以根据瞬态脉冲的宽度做出假设，瞬态脉冲的宽度通常为 20 至 50 微秒 (μs)。如果峰值脉冲电流额定值不足，则变阻器可能会过热并损坏。因此，要使变阻器在没有任何故障或退化的情况下运行，它必须能够快速耗散吸收的瞬态脉冲能量并安全地返回到脉冲前的状态。

压敏电阻应用

变阻器具有许多优点，可用于许多不同类型的应用，以抑制交流或直流电源线上从家用电器和照明到工业设备的电源瞬变。变阻器可以直接连接在电源和半导体开关之间，以保护晶体管、MOSFET 和晶闸管桥。

压敏电阻应用

教程总结

在本教程中，我们了解到电压相关电阻器或 VDR 的基本功能是保护电子设备和电路免受电压浪涌和尖峰的影响，例如由电感开关瞬变产生的电压浪涌和尖峰。

由于此类压敏电阻用于敏感电子电路，以确保如果电压突然超过预定值，压敏电阻将有效地短路以保护其分流的电路免受过电压的影响，因为它们能够承受数百的峰值电流安培数。

变阻器是一种具有非线性、非欧姆电流电压特性的电阻器，是提供过电压瞬变和浪涌保护的可靠且经济的方法。

它们通过在较低电压下充当高电阻阻断设备并在较高电压下充当良好的低电阻导电设备来实现这一点。压敏电阻保护电气或电子电路的有效性取决于压敏电阻在电压、电流和能量耗散方面的正确选择。

金属氧化物变阻器或 MOV 通常由小型圆盘状金属氧化锌材料制成。它们针对特定电压范围提供多种值。MOV 的额定电压称为“压敏电阻电压”，是指当 1mA 的电流通过设备时压敏电阻两端的电压。当器件开始导通时，该变阻器电压电平实质上是 IV 特性曲线上的点。也可以串联金属氧化物变阻器以增加钳位电压额定值。

虽然金属氧化物变阻器广泛用于许多交流电力电子电路中以防止瞬态过电压，但还有其他类型的固态电压抑制装置，例如二极管、齐纳二极管和抑制器，它们都可用于某些交流或直流电压抑制应用以及变阻器。